(57)【要約】  手術システムは、マニピュレータアームのリンクと伸縮カニューレマウントアセンブリとを有する。リンクは湾曲端部を含む。伸縮カニューレマウントアセンブリは、リンクの湾曲端部に配置される。伸縮カニューレマウントアセンブリは、湾曲カニューレマウントアームを含む。第１の状態において、湾曲カニューレマウントアームは、リンクの湾曲端部の中に停められる。第２の状態において、湾曲カニューレマウントアームは、リンクの湾曲端部から延び、伸長位置でロックされる。伸縮カニューレマウントアセンブリはまた、機械的アーム引込みシステムを含む。機械的アーム引込みシステムは、湾曲カニューレマウントアームをリンクの湾曲端部に結合する。機械的アーム引込みシステムは、湾曲カニューレマウントアームを第２の状態から第１の状態に自動的に動かすように構成される。
2019502474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニピュレータアームのリンクであって、前記リンクは端部を有する、リンクと；
前記リンクの前記端部に配置される伸縮カニューレマウントアセンブリであって、前記伸縮カニューレマウントアセンブリはカニューレマウントアームを含む、伸縮カニューレマウントアセンブリと；を有し、
第１の状態において、前記カニューレマウントアームは、前記リンクの前記端部の中に停められ；
第２の状態において、前記カニューレマウントアームは、前記リンクの前記端部からの伸長位置でロックされる；
手術システム。
【請求項２】
前記伸縮カニューレマウントアセンブリはさらに：
前記カニューレマウントアームを前記リンクの前記端部に結合する機械的アーム引込みシステムであって、前記機械的アーム引込みシステムは、前記カニューレマウントアームを前記第２の状態から前記第１の状態に動かすように構成される、機械的アーム引込みシステムを有する、
請求項１に記載の手術システム。
【請求項３】
前記機械的アーム引込みシステムはさらに：
前記リンクの前記端部に結合されるとともに前記カニューレマウントアームに結合されるバネを有する、
請求項２に記載の手術システム。
【請求項４】
前記機械的アーム引込みシステムはさらに：
前記リンクの前記端部に結合されるとともに前記カニューレマウントアームに結合されるダンパを有する、
請求項３に記載の手術システム。
【請求項５】
前記機械的アーム引込みシステムはさらに：
第１の端部及び第２の端部を有するセグメント歯車であって、前記第１の端部は前記リンクの前記端部に接続され、前記第２の端部は前記バネに接続される、セグメント歯車を有する、
請求項３に記載の手術システム。
【請求項６】
前記機械的アーム引込みシステムはさらに：
前記カニューレマウントアームに結合されるピニオンギアであって、前記ピニオンギアは前記セグメント歯車と噛み合う、ピニオンギアを有する、
請求項５に記載の手術システム。
【請求項７】
前記機械的アーム引込みシステムはさらに：
シャフトを有するダンパであって、前記ダンパは、前記カニューレマウントアームに接続され、前記ピニオンギアは前記ダンパの前記シャフトに取り付けられる、ダンパを有する、
請求項６に記載の手術システム。
【請求項８】
前記伸縮カニューレマウントアセンブリはさらに：
前記リンクの前記端部に接続されるトレイと；
第１の端部及び第２の端部を有する回転ループ電気ケーブルであって、前記第１の端部は前記カニューレマウントアームに接続され、前記第２の端部は前記リンクに接続される、回転ループ電気ケーブルと；
を有する、
請求項１に記載の手術システム。
【請求項９】
前記伸縮カニューレマウントアセンブリはさらに：
前記回転ループ電気ケーブルに結合されるバネを有する、
請求項８に記載の手術システム。
【請求項１０】
前記カニューレマウントアームは、第１の端部及び第２の端部を有し、前記カニューレマウントアームの前記第２の端部は、前記第１の状態及び前記第２の状態において前記リンクの前記端部の中にあり；
前記伸縮カニューレマウントアセンブリはさらに：
前記カニューレマウントアームの前記第２の端部のラッチと；
ラッチ／アンラッチシステムであって、前記伸長位置において、前記ラッチ／アンラッチシステムは、前記カニューレマウントアームを前記伸長位置にロックするよう、前記ラッチと係合する、ラッチ／アンラッチシステムと；
を有する、
請求項１に記載の手術システム。
【請求項１１】
前記ラッチ／アンラッチシステムはさらに：
電気アクチュエータと；
前記電気アクチュエータに接続されるロックアセンブリと；
を有し、
前記伸長位置において、前記ロックアセンブリは、前記カニューレマウントアームを前記伸長位置にロックするよう、前記ラッチと係合し；
前記電気アクチュエータが作動される場合、前記ロックアセンブリは、前記ラッチから係合解除する、
請求項１０に記載の手術システム。
【請求項１２】
前記伸縮カニューレマウントアセンブリはさらに：
電気アクチュエータバス、バスダンプ回路、及び前記電気アクチュエータを有する、インタロック制御システムであって、前記バスダンプ回路及び前記電気アクチュエータは、前記電気アクチュエータバスとグランドとの間に接続される、インタロック制御システムを有する、
請求項１１に記載の手術システム。
【請求項１３】
前記カニューレマウントアームは、アーム引込みボタン及びカニューレ解放ボタンを有する、
請求項１に記載の手術システム。
【請求項１４】
前記カニューレマウントアームは外面を有し；
前記アーム引込みボタンはボタン表面を有し、前記アーム引込みボタンが押下げられていないとき、前記ボタン表面が前記カニューレマウントアームの前記外面と同一平面上にある状態で、前記アーム引込みボタンは前記カニューレマウントアームに取り付けられる、
請求項１３に記載の手術システム。
【請求項１５】
前記カニューレマウントアームは外面を有し、
前記カニューレ解放ボタンは、前記外面に対して前記カニューレマウントアームの中に直線的に動くように構成される、
請求項１３に記載の手術システム。
【請求項１６】
カニューレマウントアセンブリをさらに有し、前記カニューレマウントアセンブリは：
カニューレをドッキングするように構成されるカニューレドッキングアセンブリと；
リンケージアセンブリと；
第１の端部及び第２の端部を有するカニューレ解放ボタンアセンブリと；
直線運動アセンブリと；
を有し、
前記カニューレドッキングアセンブリは、前記リンケージアセンブリによって前記カニューレ解放ボタンアセンブリの前記第１の端部に結合され；
前記カニューレ解放ボタンアセンブリの前記第２の端部は、前記直線運動アセンブリに結合され、前記直線運動アセンブリは、前記カニューレ解放ボタンアセンブリを第１及び第２の方向の直線運動に拘束するように構成される；
請求項１に記載の手術システム。
【請求項１７】
前記端部は湾曲端部であり、前記カニューレマウントアームは湾曲カニューレマウントアームであり、前記湾曲カニューレマウントアームは前記第１の状態において前記湾曲端部の中に停められるようになり、前記湾曲カニューレマウントアームは前記第２の状態において前記湾曲端部から前記伸長位置にあるようになる、
請求項１に記載の手術システム。
【請求項１８】
マニピュレータアームのリンクであって、前記リンクは湾曲端部を有する、リンクと；
前記リンクの前記湾曲端部に配置される伸縮カニューレマウントアセンブリであって、前記伸縮カニューレマウントアセンブリは：
第１の端部及び第２の端部を有する湾曲カニューレマウントアームであって、前記湾曲カニューレマウントアームが前記リンクの前記湾曲端部から延びる場合に、前記湾曲カニューレマウントアームの前記第２の端部は前記リンクの前記湾曲端部の中に留まる、湾曲カニューレマウントアーム；
前記湾曲カニューレマウントアームを前記リンクの前記湾曲端部に結合する機械的アーム引込みシステムであって、前記機械的アーム引込みシステムは、前記湾曲カニューレマウントアームを伸長位置から前記リンクの前記湾曲端部の中の停められる位置に動かすように構成される、機械的アーム引込みシステム；
前記湾曲カニューレマウントアームの前記第２の端部上のラッチ；及び
ラッチ／アンラッチシステムであって、前記湾曲カニューレマウントアームが前記リンクの前記湾曲端部から延びる場合、前記ラッチ／アンラッチシステムは、前記湾曲カニューレマウントアームを伸長位置にロックするように前記ラッチと係合する、ラッチ／アンラッチシステム；を有する、
伸縮カニューレマウントアセンブリと；
を有する、
手術システム。
【請求項１９】
前記ラッチ／アンラッチシステムはさらに：
電気アクチュエータと；
前記電気アクチュエータに接続されるロックアセンブリと；
を有し、
前記ロックアセンブリは、前記湾曲カニューレマウントアームを前記伸長位置にロックするよう、前記ラッチと係合し；
前記電気アクチュエータが作動される場合、前記ロックアセンブリは、前記ラッチから係合解除する、
請求項１８に記載の手術システム。
【請求項２０】
前記ラッチ／アンラッチシステムはさらに：
電気アクチュエータバス、バスダンプ回路、及び前記電気アクチュエータを有するインタロック制御システムであって、前記バスダンプ回路及び前記電気アクチュエータは、前記電気アクチュエータバスとグランドとの間に接続される、インタロック制御システムを有する、
請求項１９に記載の手術システム。
【請求項２１】
カニューレマウントアームと；
前記カニューレマウントアーム内のカニューレマウントアセンブリであって、前記カニューレマウントアセンブリは：
カニューレをドッキングするように構成されるカニューレドッキングアセンブリ；
リンケージアセンブリ；
第１の端部及び第２の端部を有するカニューレ解放ボタンアセンブリ；並びに
直線運動アセンブリ；を有し、
前記カニューレドッキングアセンブリは、前記リンケージアセンブリによって前記カニューレ解放ボタンアセンブリの前記第１の端部に結合され；
前記カニューレ解放ボタンアセンブリの前記第２の端部は、前記直線運動アセンブリに結合され、前記直線運動アセンブリは、前記カニューレ解放ボタンアセンブリを第１及び第２の方向の直線運動に拘束するように構成される；
カニューレマウントアセンブリと；
を有する、
手術システム。
【請求項２２】
マニピュレータアームアセンブリのリンクの湾曲端部の中の機械的アーム引込みシステムによって前記リンクの前記湾曲端部の中に湾曲カニューレマウントアームを引っ込めることによって、ドレープするために、前記湾曲カニューレマウントアームを含む前記マニピュレータアームアセンブリを自動的に設定することを含む、方法。
【請求項２３】
マニピュレータアームアセンブリの湾曲リンクに結合されるロックアセンブリを湾曲カニューレマウントアームのラッチと係合させることによって、前記湾曲カニューレマウントアームを前記湾曲リンクからの伸長位置にロックすることを含む、方法。
【請求項２４】
前記ロックアセンブリを前記ラッチから係合解除するように前記ロックアセンブリに結合される電気コンポーネントを作動させることをさらに含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
カニューレが前記湾曲カニューレマウントアームにドッキングされる場合、前記電気コンポーネントを作動させることを禁止することをさらに含む、
請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本特許出願は、２０１６年１月７日に出願された“TELESCOPING  CANNULA  ARM”と題する米国仮特許出願第62/276,136号の優先権及び出願日の利益を主張し、これは、その全体が本明細書に参照により援用される。
【０００２】
本発明は、概して、コンピュータ支援手術システムのためのカニューレアーム、より具体的には、コンピュータ支援手術システムのための伸縮（telescoping）カニューレアームに関する。
【背景技術】
【０００３】
滅菌手術用ドレープが、コンピュータ支援手術システム１００の手術マニピュレータ及び複数の器具マニピュレータ１４０を覆うためにこれまで使用されてきた。ドレープは様々な形態をとっている。各場合において、マニピュレータ及び関連する支持リンクは、外科処置の開始前に滅菌手術用ドレープで覆われる。
【０００４】
手術システム１００は、全て有線（電気的若しくは光学的）又は無線接続１９６によって相互接続された、内視鏡イメージングシステム１９２、外科医コンソール１９４（マスタ）、及び患者側支持システム１１０（スレーブ）を含むコンピュータ支援手術システムである。１つ又は複数の電子データプロセッサが、システム機能を提供するためにこれらの主要構成要素内に様々に配置されることがある。例は、参照により本明細書に組み込まれる特許文献１に開示されている。矢印１９０は、図１の議論で使用される遠位及び近位方向を示す。
【０００５】
イメージングシステム１９２は、例えば、手術部位の捕捉された内視鏡撮像データ及び／又は患者の外部の他のイメージングシステムからの術前若しくはリアルタイムの画像データに対する、画像処理機能を実行する。イメージングシステム１９２は、外科医コンソール１９４の外科医に、処理された画像データ（例えば、手術部位の画像、関連する制御及び患者情報）を出力する。いくつかの態様では、処理された画像データは、他の手術室の職員に見えるオプションの外部モニタ又は手術室から離れた１つ又は複数の場所に出力される（例えば、別の場所の外科医がビデオを監視することができる。ライブフィードビデオがトレーニングのために使用されることができる。等）。
【０００６】
外科医コンソール１９４は、外科医が、集合的にスレーブと称される、器具、エントリーガイド、及びイメージングシステム装置を操作することを可能にする多自由度（“ＤＯＦ”）の機械的入力装置（「マスタ」）を含む。これらの入力装置は、いくつかの態様では、器具及び外科装置アセンブリ構成要素から外科医への触覚フィードバックを提供することができる。コンソール１９４はまた、ディスプレイ上の画像が、概して、ディスプレイスクリーンの後ろ／下で作業する外科医の手に対応する距離に焦点を合わせられるように配置された立体映像出力ディスプレイを含む。これらの態様は、参照により本明細書に援用される特許文献２でより十分に議論される。
【０００７】
器具の挿入中の制御は、例えば、外科医が画像内に提示された器具をマスタの一方又は両方で動かすことによって達成され得る。外科医は、マスタを使用して、画像の中で器具を左右に動かし、外科医の方に器具を引っ張る。マスタの動きは、イメージングシステム及び関連する手術装置アセンブリに命令して、出力ディスプレイ上の固定された中心点に向かって操縦し、患者の内部に前進させる。
【０００８】
１つの態様では、カメラ制御部は、マスタハンドルが動かされるのと同じ方向に画像が移動するように、マスタが画像に固定されているという印象を与えるように設計される。この設計は、外科医がカメラ制御から抜けるときに、マスタを、器具を制御するための正しい位置に置かせ、その結果、この設計は、機器制御の開始又は再開の前に、マスタをクラッチして（clutch）（係合解除して）、動かして、及びデクラッチして（declutch）（係合して）、位置に戻す必要を回避する。
【０００９】
患者側支持システム１１０のベース１０１は、受動的な制御されないセットアップアームアセンブリ１２０及び能動的に制御されるマニピュレータアームアセンブリ１３０を含むアームアセンブリを支持する。能動的に制御されるマニピュレータアームアセンブリ１３０は、エントリガイドマニピュレータ１３０と呼ばれることがある。
【００１０】
一例では、セットアップ部分は、第１のセットアップリンク１０２と、２つの受動回転セットアップジョイント１０３及び１０５とを含む。回転セットアップジョイント１０３及び１０５は、セットアップジョイント１０３及び１０５のためのジョイントブレーキが解放される場合に、結合されたセットアップリンク１０４及び１０６の手動位置決めを可能にする。代替的には、これらのセットアップジョイントのいくつかは能動的に制御されることができ、より多くのセットアップジョイント又はより少ないセットアップジョイントが様々な構成（configurations）で使用されることができる。セットアップジョイント１０３及び１０５並びにセットアップリンク１０４及び１０６は、人が、デカルトｘ、ｙ、ｚ空間の様々な位置及び向きにエントリガイドマニピュレータ１３０を配置することを可能にする。アームアセンブリ１２０のリンク１０２とベース１０１との間の受動的な直動（prismatic）セットアップジョイント（図示せず）が、大きな垂直調整１１２のために使用されることができる。
【００１１】
動作の遠隔中心（remote  center  of  motion）１４６は、ヨー、ピッチ、及びロール軸が交差する位置（すなわち、ジョイントがその動作範囲で動く間に、運動学的チェーン（kinematic  chain）が効果的に静止したままである位置）である。これらの能動的に制御されるジョイントのいくつかは、個々の器具のＤＯＦを制御するマニピュレータであり、これらの能動的に制御されるジョイントの他のものは、これらマニピュレータの単一のアセンブリのＤＯＦを制御することに関連付けられる。能動ジョイント及びリンクは、モータ又は他のアクチュエータによって可動であり、外科医のコンソール１９４におけるマスタアーム動作に関連する動作制御信号を受け取る。
【００１２】
図１に示すように、マニピュレータアセンブリヨージョイント１１１は、セットアップリンク１０６の端部と、第１のマニピュレータリンク１１３の第１の端部、例えば近位端との間に結合される。ヨージョイント１１１は、第１のマニピュレータリンク１１３が、リンク１０６を基準に、マニピュレータアセンブリヨー軸１２３の周りに「ヨー」として任意に規定され得る動きで、動くことを可能にする。図示されているように、ヨージョイント１１１の回転軸は、動作の遠隔中心１４６と整列しており、これは、一般に、器具が患者に入る位置である（例えば、腹部手術のための臍）。
【００１３】
一実施形態では、セットアップリンク１０６は、水平又はｘ、ｙ平面内で回転可能であり、ヨージョイント１１１は、エントリガイドマニピュレータ１３０の第１のマニピュレータリンク１１３がヨー軸１２３周りに回転することを可能にするように構成される。セットアップリンク１０６、ヨージョイント１１１、及び第１のマニピュレータリンク１１３は、動作の遠隔中心１４６へのヨージョイント１１１を通る垂直線によって示されるように、エントリガイドマニピュレータ１３０のための常に垂直なヨー軸１２３を提供する。
【００１４】
第１のマニピュレータリンク１１３の遠位端は、第１の能動的に制御される回転ジョイント１１４によって第２のマニピュレータリンク１１５の近位端に結合される。第２のマニピュレータリンク１１５の遠位端は、第２の能動的に制御される回転ジョイント１１６によって第３のマニピュレータリンク１１７の近位端に結合される。第３のマニピュレータリンク１１７の遠位端は、第３の能動的に制御される回転ジョイント１１８によって第４のマニピュレータリンク１１９の遠位部分に結合される。
【００１５】
一実施形態では、リンク１１５、１１７、及び１１９は、結合された動作機構として作用するように一緒に結合される。結合された動作機構はよく知られている（例えば、このような機構は、入力及び出力リンク運動が互いに平行に保たれるときの平行運動リンクとして知られている）。例えば、回転ジョイント１１４が能動的に回転する場合、ジョイント１１６、１１８も能動的に回転するので、リンク１１９はリンク１１５に対して一定の関係で動く。したがって、ジョイント１１４，１１６，１１８の回転軸が平行であることがわかる。これらの軸がジョイント１１１の回転軸１２３に対して垂直であるとき、リンク１１５，１１７、及び１１９は、リンク１１３を基準に、マニピュレータアセンブリピッチ軸の周りに「ピッチ」として任意に規定され得る動きで、動く。マニピュレータピッチ軸は、この態様では、動作の遠隔中心１４６で図１のページの内外に延びる。マニピュレータアセンブリピッチ軸の周りの動きは、矢印１２１によって表される。この実施形態では、リンク１１５，１１７，１１９が単一のアセンブリとして動くので、第１のマニピュレータリンク１１３は能動近位マニピュレータリンクと考えられることができ、第２乃至第４のマニピュレータリンク１１５，１１７，１１９は集合的に能動遠位マニピュレータリンクと考えられることができる。
【００１６】
エントリガイドマニピュレータアセンブリ１３３は、プラットフォーム１３２と称されることもあり、第４のマニピュレータリンク１１９の遠位端に結合される。エントリガイドマニピュレータアセンブリ１３３は、プラットフォーム１３２に回転可能に取り付けられている。エントリガイドマニピュレータアセンブリ１３３は、器具マニピュレータ位置決めシステムを含む。
【００１７】
エントリガイドマニピュレータアセンブリ１３３は、複数の器具マニピュレータ１４０をグループとして軸１２５の周りを回転させる。具体的には、エントリガイドマニピュレータアセンブリ１３３は、プラットフォーム１３２を基準に、エントリガイドマニピュレータアセンブリロール軸１２５の周りに「ロール」として任意に規定される動きで、単一ユニットとして回転する。
【００１８】
複数の器具マニピュレータ１４０の各々は、異なる挿入アセンブリ１３５によってエントリガイドマニピュレータアセンブリ１３３に結合される。１つの態様では、各挿入アセンブリ１３５は、対応する器具マニピュレータをエントリガイドマニピュレータアセンブリ１３０から離れて及びエントリガイドマニピュレータアセンブリ１３０に向かって動かす伸縮アセンブリである。図１において、挿入アセンブリの各々は完全に引込められた（retracted）位置にある。
【００１９】
複数の器具マニピュレータアセンブリの各々は、その器具マニピュレータの出力インタフェース内の複数の出力部を駆動する複数のモータを含む。器具マニピュレータ及び器具マニピュレータに結合されることができる手術器具の一例について、参照により組み込まれる特許文献３（２０１３年８月１５日出願）を参照されたい。
【００２０】
一態様では、滅菌手術用ドレープの一部である膜インタフェース（membrane  interface）が、器具マニピュレータの器具取付インタフェースと、対応する手術器具の伝動ユニットの入力インタフェースとの間に配置されることができる。膜インタフェース及び滅菌手術用ドレープの例については、例えば、特許文献４を参照されたい。別の態様では、滅菌手術用ドレープの一部である滅菌アダプタが、器具マニピュレータの器具取付インタフェースと対応する手術器具の伝動ユニットの入力インタフェースとの間に配置されることができる。滅菌アダプタ及び滅菌手術用ドレープの例については、例えば、特許文献５を参照されたい。
【００２１】
図２Ａ及び２Ｂは、それぞれ、引込み位置及び展開位置の可動及び／又は取り外し可能なカニューレマウント２５０の例の斜視図を示す。カニューレマウント２５０は、第４のマニピュレータリンク１１９（図１）の端部のような、マニピュレータアームのリンク２１９に移動可能に結合される直線延長部（linear  extension）２５２、すなわち直線アームを含む。カニューレマウント２５０はさらに、直線延長部２５２の遠位端にクランプ２５４を含む。
【００２２】
一実施形態では、直線延長部２５２は、直線延長部２５２がリンク２１９に隣接する格納位置（図２Ａ）と動作の遠隔中心がカニューレに沿って位置するように正しい位置にカニューレを保持する動作位置（図２ｂ）との間で動くことを可能にする回転ジョイント２５３によってリンク２１９に結合される。一実施形態では、直線延長部２５２は、矢印Ｃ（図２Ｂ）によって示されるように、上方に回転され又はリンク２１９に向かって折り畳まれて、患者の周囲により多くの空間を作る及び／又はマニピュレータアームをドレープするときにカニューレマウントをより容易にドレープさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】米国特許出願第１１／７６２，１６５号
【特許文献２】米国特許第６，６７１，５８１号
【特許文献３】米国特許出願第６１／８６６，１１５号
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１１／０２７７７７６  Ａ１号
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１１／０２７７７７５  Ａ１号
【発明の概要】
【００２４】
手術システムは、マニピュレータアームのリンク及び伸縮カニューレマウントアセンブリを含む。リンクは、湾曲端部を含む。伸縮カニューレマウントアセンブリは、リンクの湾曲端部に配置される。伸縮カニューレマウントアセンブリは、湾曲カニューレマウントアームを含む。第１の状態では、湾曲カニューレ取付アームは、リンクの湾曲端部の中に停められる（パークされる）（parked）。第２の状態では、湾曲カニューレ取付アームは、リンクの湾曲端部から延び、伸長位置でロックされる。伸縮カニューレマウントアセンブリは、湾曲カニューレ取付アームを伸長位置から停められる位置（パーク位置）（parked  position）に自動的に動かすように構成される。
【００２５】
伸縮カニューレマウントアセンブリはまた、機械的アーム引込みシステム（mechanical  arm  retraction  system）を含む。機械的アーム引込みシステムは、湾曲カニューレマウントアームをリンクの湾曲端部に結合する。機械的アーム引込みシステムは、湾曲カニューレマウントアームを第２の状態から第１の状態に自動的に動かすように構成される。一態様では、湾曲カニューレマウントアームは、リンクの湾曲端部に取り付けられた湾曲レールに沿ってリニアに動くベアリングアセンブリを含む。
【００２６】
機械的アーム引込みシステムは、バネと、セグメント歯車と、ピニオンギアと、ダンパとを含む。ダンパは、リンクの湾曲端部に結合されるとともに湾曲カニューレマウントアームに結合される。バネは、リンクの湾曲端部に結合されるとともに湾曲カニューレマウントアームに結合される。セグメント歯車は、第１の端部及び第２の端部を含む。セグメント歯車の第１の端部は、リンクの湾曲端部に接続され、セグメント歯車の第２の端部は、バネに結合される。ピニオンギアは、湾曲カニューレマウントアームに結合される。ピニオンギアはセグメント歯車とかみ合う。ダンパはシャフトを含む。ダンパは湾曲カニューレマウントアームに接続され、ピニオンギアはダンパのシャフトに取り付けられる。
【００２７】
伸縮カニューレマウントアセンブリはまた、湾曲トレイ及び回転ループ電気ケーブル（rolling  loop  electrical  cable）を含む。湾曲トレイは、リンクの湾曲端部に接続される。回転ループ電気ケーブルは、第１の端部及び第２の端部を含む。回転ループ電気ケーブルの第１の端部は湾曲カニューレマウントアームに接続され、回転ループ電気ケーブルの第２の端部は湾曲トレイに接続される。
【００２８】
一態様では、湾曲カニューレマウントアームは、第１の端部及び第２の端部を有する。湾曲カニューレマウントアームの第２の端部は、第１の状態及び第２の状態のリンクの湾曲端部内にある。伸縮カニューレマウントアセンブリはまた、ラッチ及びラッチ／アンラッチシステム（latching/unlatching  system）を含む。ラッチは、湾曲カニューレマウントアームの第２の端部にある。湾曲カニューレマウントアームが伸長位置にあるとき、ラッチ／アンラッチシステムは、ラッチに係合して湾曲カニューレマウントアームを伸長位置にロックする。
【００２９】
ラッチ／アンラッチシステムは、電気アクチュエータと、電気アクチュエータに接続されるロックアセンブリとを含む。伸長位置では、ロックアセンブリはラッチと係合して、湾曲カニューレマウントアームを伸長位置にロックする。電気アクチュエータが作動される場合、ロッキングアセンブリはラッチから外れるので、機械的アーム引込みシステムは湾曲カニューレマウントアームをリンク内に自動的に引込めることができる。
【００３０】
伸縮カニューレマウントアセンブリはまた、インタロック制御システムを含む。インタロック制御システムは、電気アクチュエータバスと、バスダンプ回路と、電気アクチュエータとを含む。バスダンプ回路及び電気アクチュエータは、電気アクチュエータバスとグランドとの間に接続されている。
【００３１】
一態様では、湾曲カニューレマウントアームは、アーム引込みボタン及びカニューレ解放ボタンを含む。この態様では、湾曲カニューレマウントアームは外面を有し、アーム引込みボタンは表面を有する。アーム引込みボタンは、アーム引込みボタンが押し下げられていないとき、アーム引込みボタンの表面が湾曲カニューレマウントアームの外面と面一である状態で、湾曲カニューレマウントアームに取り付けられる。カニューレ解放ボタンは、外面に対して湾曲カニューレマウントアーム内に直線的に移動するように構成される。
【００３２】
手術システムはまた、カニューレマウントアセンブリを含む。カニューレマウントアセンブリは、カニューレをドッキングするように構成されるカニューレドッキングアセンブリと、リンケージアセンブリと、第１の端部及び第２の端部を有するカニューレ解放ボタンアセンブリと、直線運動アセンブリとを含む。カニューレドッキングアセンブリは、カニューレ解放ボタンアセンブリの第１の端部に、リンケージアセンブリによって結合される。カニューレ解放ボタンアセンブリの第２の端部は、直線運動アセンブリに結合される。直線運動アセンブリは、カニューレ解放ボタンアセンブリを第１及び第２の方向の直線運動に拘束するように構成される。
【００３３】
方法は、マニピュレータアームアセンブリのリンクの湾曲端部の中の機械的アーム引込みシステムによってリンクの湾曲端部の中に湾曲カニューレマウントアームを引っ込めることによって、ドレープするために、湾曲カニューレマウントアームを含むマニピュレータアームアセンブリを自動的に構成することを含む。
【００３４】
別の方法は、湾曲リンクに結合されたロックアセンブリを湾曲カニューレマウントアームのラッチに係合させることによって、マニピュレータアームアセンブリの湾曲リンクからの伸長位置に湾曲カニューレマウントアームをロックすることを含む。この方法はまた、ロッキングアセンブリをラッチから係合解除するようにロッキングアセンブリに結合された電気部品を作動させることを含む。この方法はさらに、カニューレが湾曲カニューレマウントアームにドッキングされている場合に、電気部品の作動を妨げることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来技術のコンピュータ支援手術システムの図である。
【００３６】
【図２Ａ】引込み位置及び展開位置それぞれの従来技術の可動及び／又は取り外し可能カニューレマウントの例の斜視図を示す。
【００３７】
【図２Ｂ】引込み位置及び展開位置それぞれの従来技術の可動及び／又は取り外し可能カニューレマウントの例の斜視図を示す。
【００３８】
【図３】伸縮カニューレマウントシステムを持つ患者側支持システムの図である。
【００３９】
【図４Ａ】湾曲カニューレマウントアームが湾曲遠位端部分に引込められた、例えば停められた、状態の図３の患者側支持システムの第４のリンクの湾曲遠位端部分の斜視図である。
【００４０】
【図４Ｂ】湾曲カニューレマウントアームが湾曲遠位端部分から延び、伸長位置でロックされた状態の図３の患者側支持システムの第４のリンクの湾曲遠位端部分の斜視図である。
【００４１】
【図５Ａ】機械的アーム引込みシステム及びラッチ／アンラッチシステムを含むカニューレマウントシステムを示すための、湾曲カニューレマウントアームが停められた状態の図３の患者側支持システムの第４のリンクの湾曲遠位端部分の斜視切り欠き図である。
【００４２】
【図５Ｂ】機械的アーム引込みシステム及びラッチ／アンラッチシステムを含むカニューレマウントシステムを示すための、湾曲カニューレマウントアームが伸長位置にある状態の図３の患者側支持システムの第４のリンクの湾曲遠位端部分の斜視切り欠き図である。
【００４３】
【図６Ａ】伸縮カニューレマウントシステムの一部の反対側の斜視側面図である。
【００４４】
【図６Ｂ】伸縮カニューレマウントシステムの一部の反対側の斜視側面図である。
【００４５】
【図７Ａ】ラッチ／アンラッチシステム及びラッチを示す伸縮カニューレマウントシステムの一部の斜視側面図である。
【００４６】
【図７Ｂ】ラッチ／アンラッチシステム及びラッチの図である。
【００４７】
【図８】伸縮カニューレマウントシステムのカニューレマウントアームの引込みを制御するために使用される動作のプロセスフロー図である。
【００４８】
【図９】カニューレがカニューレマウントアームに取り付けられているときにカニューレマウントアームの引込みを防ぐインタロックを実装するインタロック制御システムのブロック図である。
【００４９】
【図１０】カニューレマウントアセンブリを示すためのカニューレマウントアームの切り欠き斜視図である。
【００５０】
【図１１】図１０のカニューレドッキングアセンブリの切り欠き斜視図である。
【００５１】
【図１２】伸縮カニューレマウントシステムを持つ患者側支持システムの概略図である。
【００５２】
【図１３】図１２の患者側支持システムとともに使用されることができる例示の伸縮カニューレマウントシステムの概略図を示す。
【００５３】
一般に、図面において、３桁の参照数字の第１桁は、その参照番号を有する要素が最初に現れた図の番号である。４桁の参照番号の最初の２桁は、その参照番号を有する要素が最初に現れた図の番号である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図３は、マニピュレータアームアセンブリ３３０の第４のリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの、カニューレマウントシステム３５０と呼ばれることもある、伸縮カニューレマウントシステム３５０を含むコンピュータ支援手術システムにおける患者側支持システム３１０の図である。伸縮カニューレマウントシステム３５０は、伸縮カニューレマウントシステム３５０の湾曲カニューレマウントアーム３５５を、第４のリンク３１９から延びる位置から第４のリンク３１９内の停められる位置まで自動的に動かすように構成される。
【００５５】
矢印３９０は、図３の議論で使用された遠位方向及び近位方向を示す。近位及び遠位方向は、第１の方向及び第１の方向と反対の第２の方向の例である。コンピュータ支援手術システムは、コントローラ、イメージングシステム及び外科医のコンソールを含み、それらの全てが患者側支持システム３１０に結合される。
【００５６】
この態様では、マニピュレータアームアセンブリ３３０のいくつかの部分は、図１の患者側支持システム１１０の対応する部分と同等である。特に、リンク１１３，１１５，１１７，１１９、マニピュレータアームアセンブリ１３０、及び複数の器具マニピュレータ１４０は、以下でより詳細に説明する例外を除いて、リンク３１３，３１５，３１７，３１９、マニピュレータアームアセンブリ３３０、及び複数の器具マニピュレータ３４０とそれぞれ同等である。具体的には、リンク３１９は、本明細書に記載の伸縮カニューレマウントシステム３５０を含む湾曲遠位端部分３１９Ｄを有する。したがって、図１に関連する説明は、ここでは図３について繰り返されないが、参照により本明細書に組み込まれる。
【００５７】
湾曲カニューレマウントアーム３５５は、アーム３５５又はカニューレマウントアーム３５５と呼ばれることもあり、伸縮カニューレマウントシステム３５０に可動に取り付けられている。図３において、患者側支持システム３１０は、滅菌手術用ドレープを複数の器具マニピュレータ３４０及びマニピュレータアームアセンブリ３３０に取り付けるように設定されている（configured）。特に、湾曲カニューレマウントアーム３５５は、リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄ内に引込められる、例えばカニューレマウントアーム３５５はリンク３１９の中で停められる。これは、カニューレマウントアーム３５５の第１の状態であり、この状態において、カニューレマウントシステム３５０は、カニューレマウントアーム３５５を動かすために使用されることができる蓄えたポテンシャルエネルギを有していない。アーム３５５が停められるとき、カニューレマウントアーム３５５は第１の状態にあると言われる。
【００５８】
マニピュレータアームアセンブリ３３０は、複数の器具マニピュレータ３４０、エントリガイドマニピュレータアセンブリ３３３及びエントリガイドマニピュレータアセンブリプラットフォーム３３２から始めて、第１のマニピュレータリンク３１３の近位端部までスライドさせて、ドレープを全てのリンクの上をスライドさせることによって、滅菌ドレープで覆われる。カニューレマウントアーム３５５が停められる位置にある状態では、この時点でのシステムの有効幅は、カニューレマウントアーム３５５が停められる位置においてより狭いので、特にドレープをリンク３１９，３１７及び３１５上を通過させるときに、ドレープすることはより容易になる。カニューレマウントアーム３５５のためのドレープスリーブは、リンク３１９から３１３の完全なドレープを可能にするために、カニューレマウントアーム３５５の周りに配置される必要はない。カニューレマウント滅菌アダプタが、リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの遠位面から突出するカニューレマウントアーム３５５の第１の端部に取り付けられる。カニューレマウントアーム３５５と共に使用するのに適したカニューレ滅菌アダプタの例については、参照により本出願に組み込まれる、国際公開第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０２０９１６  Ａ１号（２０１５年９月２４日発行；"Surgical  Cannula  Mounts  and  Related  Systems  and  Methods"を開示している）を参照されたい。
【００５９】
カニューレマウントアーム３５５が停められた状態では、ドレープを行っている人が、ドレープをカニューレマウントアーム３５５に引っ掛けることを心配することなく、リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの周りを動くことを可能にし、その人が作業するためのより妨げられない空間を提供する。これは、ドレープ処理中に折り畳まれたリニアカニューレマウントアームを有するシステムよりも狭い。（図２Ｂ参照）。さらに、湾曲カニューレマウントアーム３５５は、従来技術の直線アームがリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの中に引込まれた場合に可能であるよりも、リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの中にさらにアーム３５５を引込むことを可能にする。
【００６０】
いくつかの態様では、カニューレをカニューレマウントアーム３５５の第１の端部にドッキングするために、カニューレマウントアーム３５５は、伸長され且つロックされた位置になければならない。カニューレマウントアーム３５５をリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄから延ばすために、ユーザはカニューレマウントアーム３５５の第１の端部を把持し、カニューレマウントアーム３５５をリンク３１９の遠位端から引っ張る。
【００６１】
カニューレマウントアーム３５５がリンク３１９の遠位端から引っ張られると、アーム３５５の動きは、伸縮カニューレマウントシステム３５０内のアーム引込みシステムにエネルギを蓄積する。カニューレマウントアーム３５５が伸長位置でロックするとき、伸縮カニューレマウントシステム３５０は、カニューレマウントアーム３５５を自動的に引込んで停められる位置に戻すのに十分なポテンシャルエネルギを蓄積する。
【００６２】
一態様では、伸縮カニューレマウントシステム３５０は、リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄ内の停められる位置にカニューレマウントアーム３５５を自動的に引込めることによって、ドレープするためにマニピュレータアームアセンブリ３３０を自動的に設定する（configure）ように使用される。しかし、以下により完全に説明されるように、カニューレマウントアーム３５５が伸長位置でロックされ、カニューレがカニューレマウントアーム３５５にドッキングされるとき、伸縮カニューレマウントシステム３５０のコントローラは、カニューレマウントアーム３５５が安全に引込められてリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの中に戻ることができるまで、カニューレマウントアーム３５５のロック解除を妨げる。
【００６３】
伸縮カニューレマウントシステム３５０のアーム引込みシステムは、カニューレマウントアーム３５５を引込めるための電気モータを含まない。アーム引込みシステムは、余分な電子機器、及び電動軸を安全に実装するために必要なセンサを必要とせずに余分なモータを必要とせずにカニューレマウントアーム３５５の自動的な滑らかな制御された引込みを提供する。したがって、電気的短絡、誘導電流、又は他の何らかの電力のソースが、外科手術中に、そのような電気モータにカニューレマウントアーム３５５を不用意に動かし得る可能性はない。アーム引込みシステムは、アーム引込みシステムが機械的構成要素のみを含み、モータ、電子部品又は電気部品のような電気部品を含まないことを示すために、機械的アーム引込みシステムと呼ばれる。
【００６４】
ラッチ／アンラッチシステム内の電気的構成要素、例えば電気アクチュエータが、カニューレマウントアーム３５５をアンラッチするために使用されるので、機械的アーム引込みシステム内のポテンシャルエネルギがカニューレマウントアーム３５５を自動的に引込める。上述のように、機械的引込みシステムの機構は完全に機械的であるため、機械的引込みシステムの動作に影響を及ぼす電気的問題の可能性はない。
【００６５】
しかし、ラッチ／アンラッチシステム内の電気部品が外科処置中に不用意に発射された（fired）場合、機械的アーム引込みシステムはカニューレマウントアーム３５５を引込める。コンピュータ支援手術システムにおける通常の障害回復ロジックは、ラッチ／アンラッチシステムにおける電気部品のこのような不用意な発射を補償することができない。したがって、一態様では、この電気部品をトリガするための電力は、外科手術中にグランドに短絡される。その結果、ラッチ／アンラッチシステムにおける電気部品の使用は、外科手術中に妨げられる。電気部品への電力線上のスプリアス電圧もグランドに短絡され、これは、電気部品が外科手術中に発射されることができないことを保証するので、カニューレマウントアーム３５５は、不用意にロックされ伸長された位置から引込められることができない。
【００６６】
図４Ａ及び４Ｂは、第４のリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの拡大図である。図４Ａ及び４Ｂでは、矢印４９０は、図４Ａ及び４Ｂの議論において使用される第１及び第２の方向を示す。近位方向及び遠位方向は、第１の方向及び第１の方向とは反対の第２の方向の例である。
【００６７】
特に、図４Ａは、リンク３１９と呼ばれることがある第４のリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの斜視図であり、湾曲カニューレマウントアーム３５５が引込まれている、例えば停められている。停められる位置では、伸縮カニューレマウントシステム３５０は、カニューレマウントアーム３５５を動かすことができる蓄積されたポテンシャルエネルギを有さないので、伸縮カニューレマウントシステム３５０及びカニューレマウントアーム３５５は、上記の第１の状態と呼ばれた、ゼロエネルギ状態にあると言われる。カニューレマウントアーム３５５が第４のリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄ内に停められるとき、カニューレマウントアーム３５５の第１の端部４５５−１の一部がリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの遠位面から延びる。
【００６８】
カニューレ滅菌アダプタ４６０は、カニューレマウントアーム３５５の第１の端部４５５−１に取り付けられて示されている。この例では、カニューレ滅菌アダプタ４６０は、カニューレ４７０の取り付け部分４７１を受け入れるように構成される開口部４６１を含む。図示していないが、カニューレ滅菌アダプタ４６０は、典型的には、手術用ドレープに取り付けられて、滅菌領域と非滅菌領域との境界を形成しやすくする。
【００６９】
この例では、カニューレ４７０は、カニューレ４７０の近位端４７４にボウル部（bowl  section）４７３を含む。チューブ４７５が、ボウル部４７３から遠位方向に延びている。取り付け部分４７１がボウル部４７３に取り付けられている。取り付け部分４７１は、カニューレマウントアーム３５５の遠位端、第１の端部４５５−１のカニューレマウントアセンブリ（図１０及び１１参照）への取付カニューレ４７０の取り付けを補助するために、取り付け部分４７１の両側（opposite  sides）に凹部４７２を含み得る。凹部４７２は、カニューレ４７０のカニューレ滅菌アダプタ４６０及びカニューレマウントアセンブリへのドッキングを容易にするように構成される。カニューレマウントアーム３５５と共に使用するのに適したカニューレ４７０の例については、ＰＣＴ国際公開第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０２０９１６Ａ１号を参照されたい。
【００７０】
カニューレ４７０をカニューレマウントアーム３５５に取り付けるために、カニューレマウントアーム３５５が第１に遠位リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄから引き抜かれ、伸長位置で固定されなければならず、次にカニューレ４７０はカニューレマウントアームの遠位端にドッキングされることができる。伸縮カニューレマウントシステム３５０はいかなる電気モータも含まないので、カニューレマウントアーム３５５は湾曲遠位端部分３１９Ｄから手動で引き出されなければならない。
【００７１】
したがって、人は、カニューレマウントアーム３５５の第１の端部４５５−１を把持し、湾曲遠位端部分３１９Ｄからカニューレマウントアーム３５５を引っ張る。カニューレマウントアーム３５５を湾曲遠位端部分３１９Ｄから引っ張るために使用される力は、後でカニューレマウントアーム３５５を自動的に引込むために使用されることができるポテンシャルエネルギとして、伸縮カニューレマウントシステム３５０によって蓄積される。カニューレマウントアーム３５５が完全に伸長されるとき、カニューレマウントアームは、図４Ｂに示されるように、伸長位置にロックされる。カニューレマウントアーム３５５が伸長位置にロックされるとき、例えばアームの第２の状態でロックされるとき、カニューレアーム伸長及びロック信号がコントローラに送られる。
【００７２】
カニューレマウントアーム３５５は、複数のボタンを含む。一態様では、複数のボタンは、アーム引込みボタン４５１、カニューレ解放ボタン４５２、及びクラッチボタン４５３を含む。カニューレ４７０がカニューレマウントアーム３５５にドッキングされていない場合、アーム引込みボタン４５１を押し込むことは、カニューレマウントアーム３５５をリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄに自動的に引き込ませる。
【００７３】
カニューレマウントアーム３５５の形状及び複数のボタンの配置（configuration）は、カニューレマウントアーム３５５がドレープされた状態でリンク３１９の湾曲遠位端部分に引込められるとき、ドレープが、複数のボタンのいずれか又はカニューレマウントアーム３５５のいずれかの部分に引っかかる又は捕えられることが起こりそうにないように、選択される。これは、汚染ドレープがリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの内側に引っ張られ、潜在的に損傷されることを防止する。したがって、リンク３１９の内部は、別の外科処置で使用する前に滅菌を必要としない。
【００７４】
この態様では、カニューレマウントアーム３５５の一部は楕円形であり、手術用ドレープが引っ掛かる可能性のあるカニューレマウントアーム３５５の形状に急激な変化がない。カニューレマウントアーム３５５が楕円形であると言われるとき、これは、断面図において、カニューレマウントアーム３５５の外面が楕円形であることを意味する。
【００７５】
特に、窪み４５４のエッジは傾斜し且つ湾曲しているので、カニューレマウントアーム３５５が引込められると、手術用ドレープは窪み４５４のエッジの上を摺動する。同様に、アーム引込みボタン４５１の表面は、押し下げられていないとき、ドレープがアーム引込みボタン４５１を横切って動くときにドレープを引っかけるアーム引込みボタン４５１のエッジがないように、カニューレマウントアーム３５５の外面と同一平面上にある。
【００７６】
ドレープが窪み４５４内に落ちる場合、カニューレマウントアーム３５５が引込められるときにドレープがカニューレ解放ボタン４５２の周りを滑らかに移動するように、カニューレ解放ボタン４５２は滑らかな縁部及び表面を有する。クラッチボタン４５３の表面及び湾曲は、カニューレマウントアーム３５５が引込められるときにドレープをひっかけるエッジ又は急激な表面変化がないように、同様に選択される。
【００７７】
カニューレ４７０がカニューレマウントアーム３５５上にドッキングされていない場合、コントローラは、動作の追従システムモード（following  system  mode）に入ることを禁止する。動作の追従システムモードでは、追従と呼ばれることもあり、スレーブ手術器具の動きが、スレーブ手術器具に遠隔操作式に結合されたマスタツールの動きに追従する。
【００７８】
カニューレ４７０をカニューレマウントアーム３５５に取り付けるために、カニューレ解放ボタン４５２及びクラッチボタン４５３の両方が、同時に押され、押し下げられた位置に保持される。マニピュレータアームアセンブリ３３０は、カニューレ４７０の取り付け部分４７１の位置にクラッチされながら移動され、その後、取り付け部分４７１はカニューレ滅菌アダプタ４６０内に及びカニューレマウントアーム３５５の遠位端内に挿入される。次にカニューレ解放ボタン４５２及びクラッチボタン４５３が解放され、カニューレ４７０はカニューレマウントアーム３５５にラッチされ、カニューレマウントアーム３５５はもはやクラッチされていないが、今や所定の位置でロックされる。一人ドッキングを容易にするために、２つのボタン４５２及び４５３は一方の手による操作を可能にするように配置され、一方、第２の手は、ドッキングのための適切な向きにカニューレ４７０を保持するために使用されることができる。
【００７９】
一態様では、カニューレがカニューレマウントアーム３５５にドッキングされたことを示すカニューレマウントシステム内のセンサがある。カニューレがカニューレマウントアーム３５５にドッキングされたという信号をコントローラが受信すると、コントローラは、カニューレマウントアーム３５５の引込みを不能にする。カニューレマウントアーム３５５の引込みは、カニューレ４７０がカニューレマウントアーム３５５からドッキング解除された後まで、不能にされたままである。具体的には、カニューレ４７０がドッキングされた後にアーム引込みボタン４５１を押すことは、何の作用ももたらさない。同様に、コントローラは、カニューレ４７０がドッキング解除された後まで、カニューレマウントアーム３５５の引込みをうまく命令することができない。
【００８０】
以下により完全に説明するように、カニューレ解放ボタン４５２は純粋に機械的であり、カニューレ解放ボタン４５２が押し下げられる場合、カニューレ４７０はカニューレマウントアセンブリから自由に引き出される。カニューレ４７０をドッキングすることにおいても同じことが当てはまり、カニューレ解放ボタン４５２が押し下げられると、カニューレ４７０は、カニューレマウントアセンブリ内に配置されることができる。したがって、クラッチボタン４５３は、必ずしもカニューレ４７０をドッキングするために押される必要はない。例えば、カニューレマウントアーム３５５が正確な適切な位置にクラッチされることができる場合、カニューレ４７０は、カニューレ解放ボタン４５２のみを使用してドッキングされることができる。しかし、典型的には、ボタン４５２と４５３の両方が同時に起動される。そうでなければ、カニューレ４７０とカニューレマウントアセンブリがいつ適切に位置合わせされたかを知ることが困難であるからである。
【００８１】
図５Ａ及び５Ｂは、機械的アーム引込みシステム５４０及びラッチ／アンラッチシステム５５０を含むカニューレマウントシステム３５０を示すための、リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの切り欠き図である。機械的アーム引込みシステム５４０は、定荷重バネ５４３−３、ロータリダンパ６４８（図６Ａ）に結合されたピニオンギア５４７、及び湾曲セグメント歯車５４２を含む。ラッチ／アンラッチシステム５５０は、ソレノイド５４５及びロックアセンブリ５４４を含む。ソレノイド５４５は、電気アクチュエータの一例である。この開示を考慮すると、ソレノイド以外の電気アクチュエータが、ラッチ／アンラッチシステム５５０に含まれることができる。
【００８２】
ラッチ５４６がラッチ／アンラッチシステム５５０によって解放されるとき、定荷重バネ５４３−３はカニューレマウントアーム３５５を第２の方向（図５Ａ及び５Ｂの近位方向）に引っ張る、すなわち、カニューレマウントアーム３５５をリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄの中に自動的に引込む。しかし、引込みの速度は、ダンパ６４８と呼ばれることもあるロータリダンパ６４８によって制限される。ピニオンギア５４７は、湾曲セグメント歯車５４２の上に乗り、ロータリダンパ６４８によってカニューレマウントアーム３５５に結合されている。したがって、カニューレマウントアーム３５５が第２の方向に動くと、ピニオンギア５４７は回転するが、ロータリダンパ６４８によって回転速度が制限される。これは、ピニオンギア５４７が湾曲セグメント歯車５４２に沿って動くことができる速度を制限する。その結果、カニューレマウントアーム355は、電動モータ、電子機器、又はセンサの使用なしに、制御された方法で、リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄ内に自動的に引込まれる。
【００８３】
アンカブラケット５４１が、湾曲遠位端部分３１９Ｄの遠位端にしっかりと固定されている。湾曲セグメント歯車５４２の第１の端部、例えば遠位端は、アンカブラケット５４１に固定して取り付けられる。この例では、湾曲セグメント歯車５４２は、第１の湾曲面５４２−１と、第１の湾曲面５４２−１に対向し第１の湾曲面５４２−１から移動された第２の湾曲面５４２−２とを持つ湾曲矩形アームである。第１の湾曲面５４２−１は、第２の湾曲面５４２−２よりも小さな曲率半径を有する。第２の湾曲面５４２−２は、この例ではギア歯６４２を含む。湾曲セグメント歯車５４２のより詳細な説明については、図６Ａ及び図６Ｂを参照されたい。
【００８４】
別の態様では、湾曲セグメント歯車５４２のギア歯は、第１の湾曲面５４２−１上にあってもよいし、湾曲セグメント歯車５４２の他の側面の１つの上にあってもよい。したがって、図面における湾曲セグメント歯車５４２の構成は、オプションであって、図示された特定の構成に限定されることを意図するものではない。
【００８５】
バネアセンブリ５４３は、バネアセンブリブラケット５４３−１、スプールアセンブリ５４３−２、及び定荷重バネ５４３−３を含む。バネアセンブリブラケット５４３−１の第１の端部、例えば、遠位端は、湾曲セグメント歯車５４２の第２の端部、例えば、近位端に固定して取り付けられる。スプールアセンブリ５４３−２は、バネアセンブリブラケット５４３−１の第２の端部、例えば、近位端に取り付けられる。定荷重バネ５４３−３は、時にはバネ５４３−３と呼ばれ、金属バネである。バネ５４３−３の第２の端部は、バネ５４３−３がスプールアセンブリ５４３−２の周りで巻き付けられ、巻き戻されるように、スプールアセンブリ５４３−２上に巻き付けられる。バネ５４３−３の第１の端部は、カニューレマウントアーム３５５の第２の端部４５５−２、例えば近位端に固定される。したがって、カニューレマウントアーム３５５が湾曲遠位端部分３１９Ｄから引き出されると、バネ５４３−３は、スプールアセンブリ５４３−２から巻き戻され、ポテンシャルエネルギを蓄える。
【００８６】
カニューレマウントアーム３５５の第２の端部４５５−２、例えば近位端は、ラッチ５４６を含む。一態様では、ラッチ５４６は、カニューレマウントアーム３５５の第２の端部４５５−２に取り付けられている。この態様では、ラッチ５４６は、ソケットにつながる傾斜ランプを含む（図７Ｂ参照）。
【００８７】
ラッチ／アンラッチシステム５５０内の電気アクチュエータ、例えばソレノイド５４５は、アンカブラケット５４１に取り付けられる。この例では、ソレノイド５４５は、アンカブラケット５４１の第２の端部に取り付けられ、アンカブラケット５４１の第１の端部は、湾曲遠位端部分３１９Ｄに取り付けられる。ソレノイドプランジャが、ラッチ／アンラッチシステム５５０内のロックアセンブリ５４４に接続されている。
【００８８】
カニューレマウントアーム３５５が図４Ｂに示されるように完全に伸張した位置に動かされるとき、ロックアセンブリ５４４はラッチ５４６と係合する。バネ５４３−３が湾曲カニューレマウントアーム３５５をリンクの湾曲遠位端部分３１９Ｄに引込むことができるように、ロックアセンブリ５４４をラッチ５４６から係合解除するために、ソレノイド５４５が作動、例えば、発射される。以下により完全に説明するように、カニューレマウントアーム３５５が伸長位置にロックされ、カニューレ４７０がカニューレマウントアーム３５５にドッキングされるとき、ソレノイド５４５の発射は禁止されるので、カニューレがアーム３５５にドッキングされるときカニューレマウントアーム３５５を引込められることができない。
【００８９】
図６Ａ及び６Ｂは、伸縮カニューレマウントシステム３５０の一部の対向斜視側面図である。図６Ａは、この態様において、バネ５４３−３の第１の端部が、カニューレマウントアーム３５５の第２の端部４５５−２にポイント６４３で固定して取り付けられていることを示している。したがって、図６Ａは、バネ５４３−３の第１の端部を取り付けられている及び取り付けられていない両方で示している。
【００９０】
図６Ａはまた、湾曲セグメント歯車５４２の第２の湾曲面５４２−２上のギア歯６４２をより明確に示している。湾曲セグメント歯車５４２は、湾曲レール６４１（図６Ｂ）に取り付けられている。カニューレマウントアーム３５５に取り付けられた複数のベアリングブロックが湾曲レール６４１上に乗っている（ride  on）。伸縮カニューレマウントシステム３５０での使用に適した湾曲レール及び関連するベアリングブロックは、THK  America，Inc．，  200  East  Commerce  Drive，  Schaumburg，  IL．  60173  U.S.A.から市販されている。
【００９１】
ピニオンギア５４７（図５Ｂ及び６Ａ）は、ダンパ６４８（図６Ａ）の回転シャフトに取り付けられている。ピニオンギア５４７の歯は、湾曲セグメント歯車５４２のギア歯６４２と噛み合う。ダンパ６４８は、カニューレマウントアーム３５５の第２の端部４５５−２に固定される。ダンパ６４８は、カニューレマウントアーム３５５が、湾曲遠位端部分３１９Ｄから手動で引き出される、すなわち、伸長されるとき、減衰を提供しない。ダンパ６４８は、バネ５４３−３がカニューレマウントアーム３５５を湾曲遠位端部分３１９Ｄ内に自動的に引込むとき、減衰を提供する。減衰の量は、カニューレマウントアームが急に湾曲遠位端部分３１９Ｄ内にスナップバックする（はじき戻る）（snap  back）のではなく、移動の終わりに低衝撃で制御された安全な速度で引込むように選択される。
【００９２】
図６Ｂは、ロックアセンブリ５４４をより詳細に示す。回路基板６８０（図６Ｂ）が、カニューレマウントアーム３５５の第２の端部４５５−２に取り付けられている。回路基板６８０は、いかに記載されるラッチセンサ（ラッチセンサ７４８（図７Ａ）参照）、並びにカニューレマウントアーム３５５上の全ての他のセンサ及びスイッチに結合される。ラッチセンサに電力を供給し、回路基板６８０から信号を伝達してコントローラに戻するために、リボンケーブル６８１が回路基板６８０に接続されている。リボンケーブル６８１は、回転ループ電気ケーブルの例である。１つより多いリボンケーブルの使用はオプションである。いくつかの用途では、単一のリボンケーブルを使用することができる。
【００９３】
この態様では、リボンケーブル６８１はクロスカーブバネ（cross-curve  spring）の下に積み重ねられる、すなわちバネに結合される。クロスカーブバネは、カニューレマウントアーム３５５が湾曲遠位端部分３１９Ｄに出入りする際に、リボンケーブル６８１によって形成された回転ループが展開するとき、リボンケーブル６８１が座屈するのを防止する。従って、電気ケーブルは、電気ケーブルによって形成された回転ループが展開するとき電気ケーブルが座屈するのを防ぐためにバネに結合される。リボンケーブル６８１によって形成された回転ループは、２つの同心トレイ６８５及び６８６の間に配置される。
【００９４】
一態様では、リボンケーブル６８１は、第１の複数のリボンケーブル及び第２の複数のリボンケーブルを含む。第１の複数のリボンケーブルは、カニューレマウントシステム３５０からの及びカニューレマウントシステム３５０への信号を運び、カニューレマウントシステム３５０に電力を供給する。第２の複数のリボンケーブルは、カニューレマウントアーム３５５とリンク３１９との間のグランドボンド（ground  bond）を形成する。
【００９５】
第１の複数のリボンケーブルの第１の端部は、カニューレマウントアーム３５５の第１の回路基板６８０と嵌合する第１のコネクタ６８２に取り付けられる。第１の複数のリボンケーブルの第２の端部は、リンク３１９内の第２の回路基板に取り付けられる（第２の回路基板は図示されていない）。一態様では、第２の複数のリボンケーブル、例えば２つのリボンケーブルは、第１の複数のリボンケーブルの下に積み重ねられる。第２の複数のリボンケーブルは、静止リンク３１９と移動カニューレマウントアーム３５５との間のグランドボンドとして使用される。第２の複数のリボンケーブルは、コネクタ６８３と６８４との間を延びる。コネクタ６８３は、カニューレマウントアーム３５５に接続され、コネクタ６８４は、第２の湾曲トレイ６８５に接続される。湾曲トレイ６８５は、アンカブラケット５４１に結合されるので、リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄに結合される。
【００９６】
したがって、伸縮カニューレマウントシステム３５０は、第１の湾曲トレイ６８６及び第２の湾曲トレイ６８５を含む。第２の湾曲トレイ６８５は、リンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄに接続される。第１の湾曲トレイ６８６は、カニューレマウントアーム３５５の近位端に接続される。
【００９７】
回転ループリボンケーブル６８１は、第２の湾曲トレイ６８５の第１の端部６８５−１−遠位端部と、第１の湾曲トレイ６８６の第１の端部−遠位端部との間に固定される。リボンケーブル６８１の第１の部分、例えば、第１の脚部は、第１の湾曲トレイ６８６のカーブに従い、次いで、リボンケーブル６８１は、その側部に文字“Ｕ”に類似する形状を有する。Ｕ形状は、リボンケーブル６８１の第２の部分への移行部、例えば第２の湾曲トレイ６８５のカーブに従う第２の脚部を形成する。したがって、リボンケーブル６８１は、ループの両脚部が湾曲し、カニューレマウントアーム３５５が引き出されるとき及びカニューレマウントアーム３５５が引込まれるとき、各脚部の長さが変化する、開ループを形成する。
【００９８】
図７Ａ及び７Ｂは、ロックアセンブリ５４４及びラッチ５４６のより詳細な図である。この態様では、ロックアセンブリ５４４は、第１のリンク７４４−１、第２のリンク７４４−２、ラッチリンク７４４−３、バネ７４４−４、カムフォロワ７４４−６、及びラッチフラグ７４４−５を含む。
【００９９】
第１のリンク７４４−１は、Ｙ形状ボディを有する。Ｙ形状のベース脚部を形成する第１のリンク７４４−１の第２の端部は、アンカブラケット５４１から延びる第１のピン７０１に回転可能に取り付けられる。したがって、第１のリンク７４４−１はアンカブラケット５４１に接地される。ピン７０２が、第１のリンク７４４−１の第１の端部で２つの脚部の間に延在し、２つの脚部は、Ｙ形状の直立部（uprights）を形成する。
【０１００】
ソレノイド５４５のプランジャ７４５−１は、ピン７０２に接続されている。この態様では、ソレノイド５４５は直線運動ソレノイドであり、プランジャは一端にスロットを有する。スロットはピン７０２に乗る。プランジャ７４５−１のまわりのバネ７４５−２は、ソレノイド５４５が作動され、その後に作動停止にされた後に、プランジャ７４５−１を伸長位置に戻す。バネ７４５−２とバネ７４４−４は同じ方向に作用するので、これら２つのバネの力は相加的（additive）である。
【０１０１】
第２のリンク７４４−２の第２の端部は、ピン７０２に回転可能に取り付けられている。すなわち、第２のリンク７４４−２は、第１のリンク７４４−１に回転可能に接続されている。第２のリンク７４４−２の第１の端部は、ラッチリンク７４４−３の第２の端部７４４−３２に回転可能に接続されている。
【０１０２】
ラッチリンク７４４−３は、アンカブラケット５４１から第１の端部７４４−３１と第２の端部７４４−３２との間に延びる第２のピン７０３に取り付けられている。第２のピン７０３は、ラッチリンク７４４−３の支点（ピボット点）として機能する。ラッチリンク７４４−３は、第２のピン７０３によってブラケット５４１を固定するように接地されている。カムフォロワ７４４−６が、ラッチリンク７４４−３の第１の端部７４４−３１の第１の側部に取り付けられている。ラッチフラグ７４４−５は、ラッチリンク７４４−３の第１の端部７４４−３１の第２の側部に取り付けられている。この態様では、ラッチリンク７４４−３の第１の側部と第２の側部は交差して、第１の端部から第２の端部まで延びるラッチリンク７４４−３の１つのエッジを形成する。
【０１０３】
したがって、この態様では、ラッチリンク７４４−３は、ピボット点から第１の端部７４４−３１に延びる第１の脚部と、ピボット点から第２の端部７４４−３２に延びる第２の脚部とを有するＶ形状レバーとして実施される。第１の脚は、この態様では第２の脚より長い。
【０１０４】
この例では、支点が力点（ソレノイド５４５によって供給される力）と負荷（カムフォロワ７４４−６及びラッチフラグ７４４−５）との間にあるので、ラッチリンク７４４−３は第１種てこ（Class  1  lever）である。この例では、ラッチリンク７４４−３は第１種てことして実施されているが、これは例示的なものに過ぎず、限定することを意図するものではない。他の態様では、第２種てこ又は第３種てこを使用することができる。第２種てこの場合、荷重が支点と力点の間にあり、第３種てこの場合は力点が支点と荷重の間にある。
【０１０５】
バネ７４４−４の第１の端部は、第１の端部７４４−３１とピボット点との間のラッチリンク７４４−３に接続されている。バネ７４４−４の第２の端部は、アンカブラケット５４１から延びる第３のピン７０４に接続されている。バネ７４４−４は、カムフォロワ７４４−６をラッチソケット７４６−２に引っ張るラッチリンク７４４−３の第１の脚部への力を与える。
【０１０６】
図７Ａに示す構成に関して、カニューレマウントアーム３５５は、図４Ｂ及び５Ｂに示すように、伸長位置に完全に伸長されてラッチされる。この位置に達するために、カニューレマウントアーム３５５が引き出されると、カムフォロワ７４４−６がラッチ７４６の傾斜ランプ７４６−１（図７Ｂ）を上に動く。
【０１０７】
バネ７４４−４及び７４５−２によって提供されるラッチリンク７４４−３の第１の脚部への力は、傾斜ランプ７４６−１上にカムフォロワ７４４−６を維持する。カムフォロワ７４４−６が傾斜ランプ７４６−１の上端（high  end）に達し、カニューレマウントアーム３５５がさらに引き出されると、バネ７４４−４及び７４５−２は、ラッチ５４６のソケット７４６−２内にカムフォロワ７４４−６を引っ張って保持する。カムフォロワ７４４−６がソケット７４６−２内に引っ張られると、ラッチフラグ７４４−５がラッチセンサ７４８内に位置する。この態様では、ラッチセンサ７４８は一対のフォトインタラプトスイッチを含むので、ラッチフラグ７４４−５がラッチセンサ７４８内に位置すると、一対のフォトインタラプトスイッチのそれぞれの光ビームが遮断される。光ビームを遮断することは、カニューレマウントアーム３５５が伸長位置にいつラッチされるかを決定するために使用されるフォトインタラプトスイッチの状態を変化させる。この態様では、一対のフォトインタラプトスイッチが安全冗長性のために使用される。そのような冗長性が必要とされない場合、単一のフォトインタラプトスイッチを使用することができる。
【０１０８】
１対のフォトインタラプトスイッチをラッチセンサとして使用することは、例示的なものに過ぎず、限定することを意図するものではない。他の態様では、容量スイッチ又は誘導スイッチを使用することができる。代替的には、ラッチ機構は、カニューレアーム伸長及びロック信号を提供するスイッチを押すことができる。
【０１０９】
カニューレマウントアーム３５５が伸長位置でロックされるとき、カニューレマウントアーム３５５を湾曲遠位端部分３９１Ｄ内に引込むために、ソレノイド５４５が、ボタン４５１（図４Ｂ）を押すことによって又はコントローラが引込みカニューレマウントアームコマンドを発行することによって、作動される（発射されると呼ばれることもある）。ソレノイド５４５が作動するとき、ソレノイド５４５はプランジャ７４５−１をソレノイドボディ内に直線的に引っ張る。例えばプランジャ７４５−１はソレノイド５４５の作動によって近位に動かされる。リニアソレノイドからの力は非常に不均一であり、最大の力が完全に引込まれたときに（最近位において）加えられ、プランジャが（遠位方向に）伸張するにつれて、力は急速に降下する。リンク７４４−１、７４４−１、７４４−２、及び７４４−３のジオメトリ（geometry）は、この非線形の力を補償し、ソレノイドがカムフォロワ７４４−６を効果的に持ち上げてラッチ５４６から取り除くことを可能にするように設計されている。
【０１１０】
プランジャ７４５−１の動きは、第２のリンク７４４−２に、ラッチリンク７４４−３の第２の端部７４４−３２への第１の方向−下方−の力を及ぼさせる。ラッチリンク７４４−３の第２の端部７４４−３２への第１の方向の力は、ラッチリンク７４４−３をピン７０３の周りに回転させ、これは、ラッチリンク７４４−３の第１の端部７４４−３１を、第１の方向と反対の第２の方向−上向き−に動かし、バネ７４４−４を伸ばす。ラッチリンク７４４−３の第１の端部７４４−３１の動きは、カムフォロワ７４４−６をソケット７４６−２の外に且つ傾斜ランプ７４６−１上の最高点の上方に移動させる。同様に、ラッチフラグ７４４−５は、ラッチセンサ７４８から移動される。カムフォロワ７４４−６はもはやラッチ５４６に収容され（seated）ないので、バネ５４３−３は、自動的にカニューレマウントアーム３５５を湾曲遠位端部分３１９Ｄ内に引込む。引込みの速度は、ピニオンギア５４７が湾曲セグメント歯車５４２上のギア歯６４２に沿って動くと、ダンパ６４８によって制御される。
【０１１１】
図８は、カニューレマウントアーム３５５の引込みを制御するために使用される動作のプロセスフロー図である。図８の直線フロー（linear  flow）は、理解を容易にするためだけに使用されており、限定することを意図するものではない。図８の様々なプロセスは、直線フローによって示された順序以外の順序で実行されてもよく、順次的ではなく同時に実行されてもよい。
【０１１２】
最初に、ユーザは、ドレープするために設定する８０１オプションを含むユーザインタフェースにアクセスする。ユーザインタフェースは、患者側支持システム３１０を含むコンピュータ支援手術システムのコントローラによって生成される。コントローラは、１つのユニット、又は複数の異なるユニットで構成され得ることが理解されるべきである。コントローラが異なるユニットに分割されるとき、ユニットは、１つの場所に集中されてもよく又はコンピュータ支援手術システムにわたって分散されてもよい。また、コントローラの異なるユニットは、コントローラのそのユニットによって制御される動作を特徴付ける名前を与えられ得る。
【０１１３】
ユーザがドレープするために設定する８０１オプションを選択するとき、コントローラは、患者側支持システム３１０をドレープすることを容易にするように、患者側支持システム３１０を設定する。ここで、カニューレマウントアーム３５５を制御することに関連する動作のみが、ドレープするために患者側支持システム３１０を設定することにおいて考慮される。
【０１１４】
アーム引込みチェックプロセス８０２において、コントローラは、カニューレマウントアーム３５５がリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄ内に停められているかどうかを判定する。ラッチセンサ７４８からの信号が、カニューレマウントアーム３５５がリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄに引込まれていることを示す場合、アーム引込みチェックプロセス８０２は追従を禁止するプロセス８０４に移行する。逆に、ラッチセンサ７４８からの信号が、カニューレマウントアーム３５５がリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄに引込まれていないことを示す場合、アーム引込みチェックプロセス８０２はアームを引込むプロセス８０３に移行する。患者側支持システム３１０を含む手術システムは、典型的には、追従が許可されているか禁止されているかを判定するために監視されるいくつかの機能（features）を有することに留意されたい。図８では、カニューレマウントシステム３５０に関連する動作のみが、追従の禁止及び許可に関して考慮されている。
【０１１５】
アームを引込むプロセス８０３において、最初にソレノイド５４５を有効にし、次にソレノイド５４５を作動させる。上述したように、作動すると、ソレノイド５４５は、ロックアセンブリ５４４に、カムフォロワ７４４−６をラッチ５４６から持ち上げさせ、結果としてバネ５４３−３は自動的にカニューレマウントアーム３５５をリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄに引込む。アームを引込むプロセス８０３は、追従を禁止するプロセス８０４に移行する。したがって、この態様では、機械的アーム引込みシステム５４０は、ドレープするためにマニピュレータアームアセンブリ３３０の形状を自動的に変えるために使用される。
【０１１６】
カニューレマウントアーム３５５がリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄ内に停められるとき、カニューレ４７０はカニューレマウントアーム３５５にドッキングされていない。カニューレ４７０がドッキングされていないとき、追従は禁止される。したがって、追従を禁止するプロセス８０４では、追従は、カニューレがドッキングされていないことに基づいて、禁止される。追従を禁止するプロセス８０４は、アーム伸長及びロックチェックプロセス８０５に移行する。
【０１１７】
アーム伸長及びロックチェックプロセス８０５は、カニューレマウントアーム３５５がリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄから引き出され、伸長位置でロックされているかどうかを決定する。ラッチセンサ７４８からの信号が、カニューレマウントアーム３５５が伸長位置でラッチされていないことを示す場合、アーム伸長及びロックチェックプロセス８０５は何の動作もしない。逆に、ラッチセンサ７４８からの信号が、カニューレマウントアーム３５５が伸長位置でラッチされていることを示す場合、アーム伸長及びロックチェックプロセス８０５は、カニューレドッキングチェックプロセス８０６に移行する。アーム伸長及びロックチェックプロセス８０５は、カニューレマウントアーム３５５が伸長位置にラッチされているかどうかを決定するためにポーリングすることを必要とすると解釈されるべきではない。一態様では、ラッチセンサ７４８からの信号が、カニューレマウントアーム３５５が伸長位置でラッチされていることを示すときに発せられる（fired）イベントを検出するために、イベントハンドラが使用される。
【０１１８】
カニューレマウントアーム３５５が伸長位置でラッチされると、２つのイベントが関心事である−カニューレがドッキングされる又はカニューレマウントアーム３５５を引込むコマンドが発行される。したがって、カニューレドッキングチェックプロセス８０６は、カニューレが伸長されたカニューレマウントアーム３５５に取り付けられているかどうかを決定する。カニューレがカニューレマウントアーム３５５にドッキングされているという信号が受信されない場合、カニューレドッキングチェックプロセス８０６は、アームを引込むコマンドチェックプロセス８０７に移行する。逆に、カニューレがカニューレマウントアーム３５５にドッキングされていることを示す信号が受信される場合、カニューレドッキングチェックプロセス８０６は、追従禁止チェックプロセス８０８に移行する。
【０１１９】
アームを引込むコマンドチェックプロセス８０７は、カニューレマウントアーム３５５を湾曲遠位端部分３１９Ｄに引込むコマンドが受信されたかどうかを決定する。カニューレマウントアーム３５５を引込むコマンドは、ユーザがアーム引込みボタン４５１押し下げることによって又はコマンドを発行するコントローラによって生成されることができる。上述したように、カニューレマウントアーム３５５は、カニューレがカニューレマウントアーム３５５にドッキングされていないときにのみ自動的に引込まれる。この状態は、アームを引込むコマンドチェックプロセス８０７に処理が移行するときに満たされる。したがって、アームを引込むコマンドチェックプロセス８０７が、カニューレマウントアーム３５５を引込むコマンドを受信する場合、アームを引込むコマンドチェックプロセス８０７は、アームを引込むプロセス８０３に移行し、そうでなければカニューレドッキングチェックプロセス８０６に戻る。
【０１２０】
アームを引込むプロセス８０３とカニューレドッキングチェックプロセス８０６との間のループは、カニューレがドッキングされたかどうか及びカニューレマウントアーム３５５を引込むコマンドが受信されたかどうかを判定するためにポーリングを必要とすると解釈されるべきではない。一態様では、適切な条件を検出し、その条件が検出されたことを示す適切なイベントを発するために、イベントハンドラが使用される。
【０１２１】
カニューレが最初にカニューレマウントアーム３５５にドッキングされた後、カニューレがドッキングされていないことに起因する追従の禁止が解除され、その後、次の関心のあるイベントはカニューレのドッキング解除である。先に説明したように、カニューレ４７０がアーム３５５にドッキングされている限り、カニューレマウントアーム３５５は引込まれることができない。
【０１２２】
したがって、カニューレがカニューレマウントアーム３５５にドッキングされていないため、追従禁止チェックプロセス８０８は、追従が禁止されているかどうかを判定する。カニューレがカニューレマウントアーム３５５にドッキングされている場合、追従禁止チェックプロセス８０８は追従許可プロセス８０９に移行し、このプロセスはカニューレマウントシステム３５０による追従の禁止を解除する。カニューレマウントアーム３５５にドッキングされているカニューレがない場合、追従禁止チェックプロセス８０８は、カニューレドッキングチェックプロセス８０６に戻る。
【０１２３】
カニューレマウントシステム３５０が追従することを許可するとしても、コントローラは、依然として、手術システムの他の状態のために追従を禁止し得ることに留意されたい。追従許可プロセス８０９は、追従を許可するかどうかを決定するのにカニューレマウントシステム３５０の状態のみを考慮し、手術システムがコントローラによる追従にはいることをいつ許可されるかを決定するために使用され得る他の要因を考慮しない。
【０１２４】
カニューレドッキングチェックプロセス８０６と追従禁止チェックプロセス８０８との間のループは、カニューレがドッキングされたかどうかを判定するためにポーリングを必要とすると解釈されるべきではない。一態様では、適切な条件を検出し、その条件が検出されたことを示す適切なイベントを発するために、イベントハンドラが使用される。
【０１２５】
カニューレがドッキングされている限り、アームを引込むコマンドは作動せず、したがってカニューレマウントアーム３５５は不用意に引込められないことに留意されたい。外科処置の間に、１つ又は複数の手術器具の部品は、カニューレ４７０を通って患者に伸びる。カニューレがドッキングされている間にカニューレマウントアーム３５５が引込められた場合、手術器具の不用意な動きが患者を傷つけるかもしれないので、カニューレがアーム３５５にドッキングされている限り、引込みに対するインタロックが引込みを防ぐために使用される。
【０１２６】
図９は、カニューレがカニューレマウントアーム３５５に取り付けられるとき、カニューレマウントアーム３５５の引込みを防止するインタロックを実施するインタロック制御システム９００のブロック図である。コントローラ９１０と呼ばれることもあるアーム引込みコントローラ９１０は、カニューレがカニューレマウントアーム３５５にドッキングされているかどうかを含むシステム状態情報９０９を受信する。電圧制御ライン９１１が、アーム引込みコントローラ９１０とソレノイドドライバ９３０との間に接続される。電流リミッタ回路を持つスイッチ９２０は、供給電圧Ｖ＋（一態様では４８ボルト）とソレノイドドライバ９３０との間に位置する。ソレノイドドライバ９３０は、電気アクチュエータドライバの一例である。ソレノイドバス９３５が、ソレノイドドライバ９３０を、ソレノイド５４５に及びバスダンプ回路９４０に接続する。ソレノイドバス９３５は、電気アクチュエータバスの一例である。ソレノイド５４５とバスダンプ回路９４０の両方ともグランドに接続されている。有効／無効（enable/disable）ライン９１２が、アーム引込みコントローラ９１０をバスダンプ回路９４０に接続する。
【０１２７】
状態情報９０９が、カニューレがカニューレマウントアーム３５５に取り付けられておらず且つアーム引込みコマンドを含むことを示すとき、アーム引込みコントローラ９１０は、最初に、バスダンプ回路９４０への有効／無効ライン９１２上に無効信号を生成する。無効信号は、バスダンプ回路９４０に、バスダンプ回路９４０において、ソレノイド５４５とグランドとの間の接続を開かせる。したがって、無効信号が有効／無効ライン９１２にあるとき、バスダンプ回路９４０は、ソレノイドバス９３５をグランドに接続しない。
【０１２８】
無効信号が有効／無効ライン９１２上でアクティブにされた後、アーム引込みコントローラ９１０は、電圧制御ライン９１１上のパルス幅変調デューティサイクル信号をソレノイドドライバ９３０に供給する。電流リミッタ回路を持つスイッチ９２０におけるスイッチは通常閉じられるので、供給電圧Ｖ＋がソレノイドドライバ９３０に供給される。電圧制御ライン９１１上のパルス幅変調デューティサイクルに応答して、ソレノイドドライバ９３０は、ソレノイドバス９３５上の一連のパルスを駆動し、これはソレノイド５４５を作動させる。上述のように、ソレノイド５４５が作動されるとき、機械的アーム引込みシステム５４０が使用可能にされ、カニューレマウントアーム３５５を自動的に引込む。
【０１２９】
短い時間（ウォッチドッグ時間より短いが、カニューレマウントアーム３５５をアンラッチするのに十分長い時間）の後、コントローラ９１０は、ソレノイドドライバ９３０への電圧制御ライン９１１上のパルス幅変調デューティサイクル信号を解除する。これに応答して、ソレノイドドライバ９３０は、ソレノイドバス９３５上の駆動パルスを停止し、これは、ソレノイド５４５を動作停止させる。
【０１３０】
無効信号がアーム引込みコントローラ９１０によって有効／無効ライン９１２上に生成されると、ウォッチドッグタイマ９１５がスタートする。ウォッチドッグタイマ９１５がタイムアウトすると、バスダンプ回路９４０への有効／無効ライン上の無効信号が有効信号に変更される。有効信号は、バスダンプ回路９４０に、バスダンプ回路９４０内のソレノイドバス９３５とグランドとの間の接続を閉じさせる。したがって、有効信号が有効／無効ライン９１２上にあるとき、バスダンプ回路９４０はソレノイドバス９３５をグランドに接続する。
【０１３１】
したがって、バスダンプ回路９４０は、ソレノイドバス９３５とグランドとの間のスイッチとして動作し、スイッチの状態（開又は閉）は、有効／無効ライン９１２上の信号によって制御される。通常、バスダンプ回路９４０は、ソレノイド５４５が発射されることができないように、常にソレノイドバス９３５をグランドに短絡させている。これは、カニューレが取り付けられていない信号とアーム引込みコマンドの両方が同時に状態情報９０９に存在する場合にのみ変化する。
【０１３２】
図９に示すように、バスダンプ回路９４０とソレノイド５４５は、ソレノイドバス９３５とグランドとの間に並列に接続されている。ソレノイドバス９３５とグランドとの間のバスダンプ回路９４０の抵抗は、ソレノイドバス９３５とグランドとの間のソレノイド５４５の抵抗より著しく低い。したがって、バスダンプ回路９４０が有効にされると、大部分の電流がソレノイドバス９３５からバスダンプ回路９４０を通ってグランドに流れる。ソレノイド５４５を通って流れる残りの電流は、ソレノイド５４５を発射するには不十分である。したがって、バスダンプ回路９４０が有効にされているとき、ソレノイドバス９３５上の如何なる電圧もソレノイド５４５を発射しない。
【０１３３】
アーム引込みコントローラ９１０内のロジックは、カニューレが取り付けられていない信号とアーム引込みコマンドの両方が、直前に説明したように、状態情報９０９に存在するとき、アーム引込みコントローラ９１０がソレノイド５４５を発射するよう電圧制御ライン９１１上にコマンドを生成することを可能にする。しかし、アーム引込みコントローラ９１０は、ソレノイド５４５を発射するために電圧制御ライン９１１上にスプリアスコマンドを生成すること、又は、ソレノイドドライバ９３０若しくはケーブルいずれかの電源とソレノイドバス９３５との間に短絡が存在することが可能である。これらのケースのそれぞれにおいて、バスダンプ回路９４０は、ソレノイドバス９３５をグランドに接続するように構成されるので、スプリアス電圧はソレノイド５４５を発射しない。
【０１３４】
ソレノイドドライバ９３０が意図せずにソレノイドバス９３５上に電圧を駆動し、それによってソレノイドドライバ９３０及びバスダンプ回路９４０を通る大電流を生成する場合、電流リミッタ回路を持つスイッチ９２０の電流リミッタ回路は回路のスイッチ９２０を自動的に開く。したがって、電流リミッタ回路を持つスイッチ９２０が異常電流引き込みを検出するとき、電流リミッタ回路を持つスイッチ９２０はソレノイドドライバ９３０への電力を遮断する。これは、電源、ソレノイドドライバ９３０の回路、及びバスダンプ回路９４０の回路が、過度の電流引き込みによって損傷されないことを保証する。
【０１３５】
電流リミッタ回路を持つスイッチ９２０のスイッチが開いて故障する場合、ソレノイド９４５は発射することができない。これは安全な状態である。電流リミッタ回路を持つスイッチ９２０のスイッチが閉じて故障する、例えば、短絡される場合、これは安全システムを無効にすることがあり得る。したがって、コンピュータ支援手術システムが電源投入されるたびに、電流リミッタ回路を持つスイッチ９２０のスイッチは、スイッチが短絡されていないことを保証するためにテストされる。
【０１３６】
バスダンプ回路９４０のスイッチが閉じて、例えば短絡されて故障する場合、これは安全な状態である。バスダンプ回路９４０のスイッチが開いて故障する場合、これは安全システムを無効にすることがあり得る。したがって、コンピュータ支援手術システムが電源投入されるたびに、バスダンプ回路９４０のスイッチは、スイッチが開いて故障していないことを保証するためにテストされる。
【０１３７】
バスダンプ回路９４０が有効コマンド又は無効コマンドを受信しない場合（可能性として、有効／無効ライン９１２上の壊れた接続又はコントローラ９１０の故障のため）、バスダンプ回路９４０は自動的にそれ自身を有効にする。これは、カニューレマウントアーム３５５が不用意に引込められることができないことを保証するための別の安全機能である。
【０１３８】
一態様では、アーム引込みコントローラ９１０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ回路を使用して実現される。この態様では、バスダンプ回路９４０は、有効／無効ライン９１２に接続されるゲートを持つ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタを使用して実現される。
【０１３９】
図１０は、カニューレマウントアセンブリを示すためのカニューレマウントアーム３５５の第１の端部４５５−１の切り欠き図である。カニューレマウントアセンブリは、カニューレドッキングアセンブリ１０３０、リンケージアセンブリ１０４０、カニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０、及び直線運動アセンブリ１０６０を含む。このカニューレマウントアセンブリは、図示されたもの以外のカニューレマウントアームに実装され得る。
【０１４０】
カニューレドッキングアセンブリ１０３０は、リンケージアセンブリ１０４０によってカニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０の第１の端部に結合される。カニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０の第２の端部は、直線運動アセンブリ１０６０に結合される。直線運動アセンブリ１０６０は、カニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０を、矢印１０９１で表されるようにカニューレマウントアーム３５５の第１の端部４５５−１の外面に対して下向き及び上向きの第３及び第４の方向の直線運動に拘束する。第３の方向における直線運動アセンブリ１０６０に沿ったカニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０の運動の範囲は、カニューレマウントアーム３５５の第１の端部４５５−１のハウジング内の第１のハードストップ（hard  stop）に接触するカニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０の部分によって制限される。
【０１４１】
カニューレ解放ボタン４５２に力が加えられるとき、すなわちカニューレ解放ボタン４５２が押されるとき、カニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０は、直線運動アセンブリ１０６０に沿って第３の方向に、この例では下に直線的に移動する。リンケージアセンブリ１０４０は、第３の方向のカニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０の直線運動を、カニューレドッキングアセンブリ１０３０内の可動ブロック１１５４（図１１）の第２の方向、例えば近位方向の直線運動に変換し、その際、可動ブロック１１５４のバネ１１６０を圧縮する。一実施形態では、バネ１１６０は、２つのバネを使用して実現される。
【０１４２】
ここで、第２の方向、この例では近位方向は、第３の方向とは反対の第４の方向とは異なる方向であり、例えば、上方向は近位方向とは異なる。図１０において、矢印１０９１によって表されるように、第３の方向は下方向であり、第４の方向は上方向である。矢印１０９０で表されるように、第１の方向は遠位方向であり、第２の方向は近位方向である。従って、述べたように、第２の方向は、第３の方向とは反対の第４の方向とは異なり且つ第３の方向とは異なる。
【０１４３】
同様に、カニューレ解放ボタン４５２への下向きの力が解放されるとき、カニューレドッキングアセンブリ１０３０内のバネ１１６０は、可動ブロック１１５４を第１の方向に、この例では遠位方向に、バネ１１６０が最小のポテンシャルエネルギを有する位置まで直線的に動かす。リンケージアセンブリ１０４０は、第１の方向の可動ブロック１１５４の直線運動を第４の方向のカニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０の直線運動に変換する。ここで、第１の方向は、第４の方向とは反対の方向と異なる方向にある。先に指摘したように、第４の方向は図１０では上であり、第４の方向とは反対の方向は、第１の方向（遠位方向）とは異なる第３の方向（下）である。カニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０は、バネ１１６０の力によって第４の方向に動かされ、カニューレ解放ボタン４５２が、図１０、４Ｂ及び５Ｂに示されるように、押されていない位置にあるような位置に保持される。
【０１４４】
カニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０は、フレーム１０５１、カニューレ解放ボタン４５２、及びレール１０５３を含む。フレーム１０５１は、第１の端部１０５１−１及び第２の端部１０５１−２を含む。直線運動アセンブリ１０６０の直線スライド１０６１がフレーム１０５１の第２の端部１０５１−２に取り付けられる。直線スライド１０６１は、直線運動アセンブリ１０６０のレール１０６２に沿ってスライドするように拘束される。レール１０５３はフレーム１０５１の第１の端部１０５１−１に取り付けられる。カニューレ解放ボタン４５２は、直線スライド１０６１に隣接するフレーム１０５１に取り付けられる。
【０１４５】
リンケージアセンブリ１０４０は、第１のリンク１０４１、第２のリンク１０４２、及びカムフォロワ１０４３を含む。第２のリンク１０４２の第１の端部１０４２−１は、カニューレドッキングアセンブリ１０３０のハウジング１０３１から延びるピンに回転可能に取り付けられる。したがって、第２のリンク１０４２は、カニューレドッキングアセンブリ１０３０のハウジング１０３１に接地される。カムフォロワ１０４３は、第２のリンク１０４２の第２の端部１０４２−２に取り付けられる。カムフォロワ１０４３は、カニューレ解放ボタンアセンブリ１０５０のフレーム１０５１の第１の端部１０５１−１のレール１０５３内に乗る。カムフォロワ１０４３は、カムフォロワ１０４３が第１及び第２の方向には移動できるが、第３及び第４の方向に移動できないように、レール１０５３内に拘束される。
【０１４６】
第１のリンク１０４１の第２の端部１０４１−２は、第２のリンク１０４２に取り付けられたピンに回転可能に接続される。ピンは、第２のリンク１０４２の第１の端部１０４２−１と第２のリンク１０４２の第２の端部１０４２−２との間に位置する。第１のリンク１０４１の第１の端部１０４１−１は、可動ブロック１１５４（図１１）のピンに回転可能に接続される。
【０１４７】
カニューレ解放ボタン４５２が押し下げられるとき、第２のリンク１０４２は、ハウジング１０３１から延びるピンによって提供される支点を有するてことして機能する。力は第２の端部１０４２−２に加えられ、荷重は支点と第２の端部１０４２−２との間に位置する。この例では、カニューレ解放ボタン４５２が押し下げられるとき、荷重が支点と力点の間にあるので、第２のリンク１０４２は第２種てこである。
【０１４８】
カニューレ解放ボタンが解放されるとき、第２のリンク１０４２は、依然として、ハウジング１０３１から延びるピンによって提供される支点を有するてことして機能する。荷重は第２の端部１０４２−２にあり、力点は支点と第２の端部１０４２−２との間に位置する。この例では、カニューレ解放ボタン４５２が解放されるとき、力点が支点と荷重との間にあるので、第２のリンク１０４２は第３種てこである。したがって、第２のリンク１０４２は、第２種てこ及び第３種てこの両方として機能する。てこの種は、カニューレ解放ボタン４５２が移動する方向に依存する。
【０１４９】
したがって、カニューレボタン４５２を押し下げるためにユーザによって供給される力がフレーム１０５１を動かし、その結果、直線スライド１０６１がレール１０６２に沿って移動する。フレーム１０５１が下降すると、カムフォロワ１０４３が第２の方向に移動する。リンク１０４２の第２の端部１０４２−２が第２の方向に動くと、リンク１０４２は、ハウジング１０３１のピンの周りに旋回する。この運動は、第１のリンク１０４１を第２の方向及び第３の方向に動かす。リンク１０４１の運動は、可動ブロック１１５４を第２の方向に動かし、これはカニューレドッキングアセンブリ１０３０内のバネ１１６０を圧縮し、カニューレドッキングアセンブリ１０３０の一対のクランプアーム１１５０が開くことができるように一対のクランプアーム１１５０を解放する。
【０１５０】
カニューレボタン４５２への力が解放されるとき、バネ１１６０は、伸長して可動ブロック１１５４を第１の方向に移動させ、これは一対のクランプアーム１１５０を閉じる。可動ブロック１１５４が第１の方向に移動すると、第１のリンク１０４１の第１の端部１０４１−１は第１の方向に動かされる。第１の方向の第１のリンク１０４１の運動は、第２のリンク１０４２をハウジング１０３１のピンの周りに旋回させる。したがって、第２のリンク１０４２の第２の端部１０４２−２は、可動ブロック１１５４が第１の方向に移動する結果として第１の方向及び第４の方向に移動する。リンク１０４２の第２の端部１０４２−２の運動は、アセンブリ１０５０のフレーム１０５１に伝達され、これは、スライド１０６１の運動がカニューレマウントアーム３５５の第１の端部４５５−１のハウジング内の第２のハードストップによって停止されるまで、カニューレ解放ボタン４５２を第４の方向に直線的に動かす。
【０１５１】
カニューレ解放ボタン４５２の動作を理解するために必要なカニューレドッキングアセンブリ１０３０の部品が、図１１により詳細に示されている。カニューレドッキングアセンブリ１０３０は、カニューレ４７０を係合するための一対のクランプアーム１１５０を含む。例えば、カニューレ４５０の取り付け部分４７１が、カニューレドッキングアセンブリ１０３０の開口部１１３２に挿入されるとき、クランプアーム１１５０の先端がカニューレ滅菌アダプタ４６０の凹部にラッチ（係合）し、カニューレ４７０をカニューレドッキングアセンブリ１０３０にドッキングするようにクランプアーム１１５０によって取り付け部分４７１の凹部５７２に押し込まれる。
【０１５２】
図１０及び図１１には示されていないが、クランプアーム１１５０の各々は、カニューレ４７０の取り付け及び解放を容易にするためにピンの周りを旋回する。クランプアーム１１５０は、カニューレ４７０をドッキングするために、クランプアーム１１５０に係合してクランプアーム１１５０を閉じられた（ラッチされた）位置に動かす可動ブロック１１５４によって作動される。例えば、可動ブロック１１５４は、クランプアーム１１５０を閉位置に旋回させるために、クランプアーム１１５０のそれぞれと係合するカム面を含む。
【０１５３】
バネ１１６０は、可動ブロック１１５４を、クランプアーム１１５０の各々を閉じる位置に付勢する。バネ１１６０は、取り付けブロック１１６２と可動ブロック１１５４との間に配置される。
【０１５４】
カニューレドッキングアセンブリ１０３０は、クランプアーム１１５０に対するブロック１１５４上のカム面の位置によって決定されるように、クランプアーム１１５０がロックされた位置にあるか解放された位置にあるかを推測するために可動ブロック１１５４の位置を検出するセンサを含む。センサは、例えば、可動ブロック１１５４が前後に作動されてクランプアーム１１５０を作動させるときに、可動ブロック１１５４が接触するスイッチであってもよい。センサからの出力は、コンピュータ支援手術システムのコントローラに送信されて、例えば、クランプアーム１１５０がロック位置にあるか又は解放位置にあるかの、フィードバックを提供する。カニューレドッキングアセンブリ１０３０に使用するのに適した可動ブロック、クランプアーム、及びバネに関するさらなる詳細は、先に参照により組み込まれたＰＣＴ国際公開ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０２０９１６Ａ１号に提示されている。
【０１５５】
図３、４Ａ−Ｂ、５Ａ−Ｂ、６Ａ−Ｂ等に関連する議論を含む以前の議論の多くは、回転ジョイントによって結合された４つのリンク３１３，３１５，３１７，３１９を有するマニピュレータアームアセンブリ３３０を備えた患者側支持システム３１０を参照している。伸縮カニューレマウントシステム３５０は、第４のリンク３１９の湾曲遠位端部分３１９Ｄから伸長され得る又はその中に停められ得る湾曲カニューレマウントアーム３５５を有する。
【０１５６】
患者側支持システム、マニピュレータアームアセンブリ、及び伸縮カニューレアームシステムの形状の他の設計も企図されており、様々な実施形態で利用されることができる。いくつかの特定の例として、図１２は、任意の適切な数のリンク及び能動又は受動ジョイント（７つのリンク１２０２，１２０４，１２０６，１２１３，１２１５，１２１７，１２１９、６つの回転ジョイント１２０３，１２０５，１２０７，１２１４，１２１６，１２１８、直動ジョイントは図１２に示されていない）で実施され得る患者側支持システム１２１０の概略図を示す。伸縮カニューレマウントシステム１２５０は、リンク１２１９の遠位端部分１２１９Ｄから伸び得る又はそこに停められ得るカニューレマウントアーム１２５５を有する。図１２に示すように、カニューレ１２７０は、カニューレマウントアーム１２５５に取り付けられることができ、器具１２８０は、手術を実行するためにカニューレ１２７０を通って延ばされることができる。
【０１５７】
患者側支持システム１２１０の部品は、患者側支持システム１１０及び３１０の対応する部品に類似している。例えば、様々な実施形態において、リンク１２１３，１２１５，１２１７，１２１９は、患者側支持システム１１０のリンク１１３，１１５，１１７，１１９及び患者側支持システム３１０のリンク３１３，３１５，３１７，３１９に類似している。したがって、以前の図に関連する説明は、図１２、１３のためにここでは繰り返さない。
【０１５８】
カニューレマウントシステム１２５０は、便宜上、図１２において湾曲して示されており、様々な実施形態において任意の数の直線及び非直線セグメントを有する任意の適切な形状であることができる。図１３は、図１２の患者側支持システムと共に使用することができる異なる直線形状を有するいくつかの例示の伸縮カニューレマウントシステムを示す。カニューレマウントアーム１３５５は、点線矢印１３５６によって示されるように、リンク１２１９の主軸に沿って伸長し且つ引込む。カニューレマウントアーム１３５７は、点線矢印１３５８によって示されるように、リンク１２１９の主軸に垂直な軸に沿って伸長し且つ引込む。カニューレマウントアーム１３５９は、点線矢印１３６０によって示されるように、リンク１２１９の主軸に対して傾斜した軸に沿って伸長し且つ引込む。
【０１５９】
コントローラは上記で説明されているが、このようなコントローラは実際には任意の数のモジュールによって実装されることができ、各モジュールはコンポーネントの任意の組合せを含むことができることが理解されるべきである。各モジュール及び各コンポーネントは、ハードウェア、プロセッサ上で実行されるソフトウェア、及びファームウェア、又は３つの任意の組み合わせを含むことができる。また、本明細書で説明されるようなコントローラの機能及び動作は、１つのモジュールによって実行されてもよく、又は異なるモジュール間で若しくはモジュールの異なるコンポーネント間で分割されてもよい。異なるモジュール又はコンポーネント間で分割される場合、モジュール又はコンポーネントは、１つの場所に集中され得る又は分散処理目的のためにコンピュータ支援手術システムにわたって分散され得る。したがって、コントローラへの言及は、いくつかの態様ではコントローラがコンピュータ支援手術システムにわたって分散されるので、単一の物理エンティティを必要とすると解釈されるべきではない。
【０１６０】
本明細書で使用されるとき、「第１」、「第２」、「第３」等は、異なる構成要素又は要素を区別するために使用される形容詞である。したがって、「第１」、「第２」、及び「第３」は、構成要素又は要素の順序を暗示すること又は構成要素又は要素の総数を暗示することを意図しない。
【０１６１】
本発明の態様及び実施形態を示す上記の説明及び添付の図面は、限定として解釈されるべきではなく、特許請求の範囲が保護される発明を定義するものである。この説明及び請求項の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な機械的、構成的、構造的、電気的及び動作的な変更がなされることができる。いくつかの例では、良く知られた回路、構造、及び技術は、本発明を不明瞭にすることを避けるために、詳細には示されていないか又は記載されていない。
【０１６２】
さらに、この説明の用語は本発明を限定するものではない。例えば、例えば「下に（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下方に（ｂｅｌｏｗ）」、「より下、下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上方に（ａｂｏｖｅ）」、「より上、上部（ｕｐｐｅｒ）」、「近位」、「遠位」等のような空間的に相対的な用語は、図に示されるように、一つの要素又は特徴の他の要素又は特徴に対する関係を説明するために使用され得る。これらの空間的に相対的な用語は、図に示された位置及び向きに加えて、使用中又は操作中の装置の異なる位置（すなわち、場所）及び向き（すなわち、回転配置）を包含することが意図される。例えば、図中の装置がひっくり返された場合、他の要素又は機能の「下方」又は「下に」と記載された要素は、他の要素又は機能の「上方」又は「上」になる。したがって、例示的な用語「下方」は、上及び下の両方の位置及び方向を含むことができる。装置は、別の状態に向けられる（９０度又は他の向きに回転させられる）ことができ、本明細書において用いられる空間的に相対的な記述語はそれに応じて解釈され得る。同様に、様々な軸に沿った及びその周りの動きの記述は、様々な特殊な装置の位置及び向きが含まれる。
【０１６３】
単数形「１つの（ａ、ａｎ、ｔｈｅ）」は、文脈が別のことを示さない限り、複数形も含むことが意図される。用語「有する、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「有している、備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」等は、述べられた特徴、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を明示するが、１つ又は複数の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を排除しない。結合されていると記載される構成要素は、電気的又は機械的に直接結合されてもよく、又は１つ若しくは複数の中間構成要素を介して間接的に結合されてもよい。
【０１６４】
全ての例及び例証の引用は非限定的なものであり、特許請求の範囲を本明細書に記載された特定の実装及び実施形態並びにそれらの均等物に限定するために使用されるべきではない。１つの見出しの下にあるテキストは、１つ又は複数の見出しの下にあるテキストを参照するか又はテキストに適用される可能性があるため、見出しは単に書式化のためのものであり、如何なる方法でも主題を制限するために使用されるべきではない。最後に、本開示を考慮して、１つの態様又は実施形態に関連して説明された特定の特徴は、具体的に図面に示されていない又は本文に記載されていないとしても、本発明の他の開示された態様又は実施形態に適用されることができる。
【０１６５】
上述の実施形態は、本開示を例示するが、本開示を限定するものではない。本開示の原理に従う多くの修正及び変形が可能であることも理解されるべきである。例えば、多くの態様において、本明細書に記載の装置は、単一ポートデバイスとして使用される。すなわち、外科処置を完了するために必要な全ての構成要素は、単一のエントリポートを介して体に入る。しかし、いくつかの態様では、複数の装置及びポートを使用することができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
2019502474.tif 000015
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月20日(2018.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニピュレータアームのリンクであって、前記リンクは端部を有する、リンクと；
前記リンクの前記端部に配置される伸縮カニューレマウントアセンブリであって、前記伸縮カニューレマウントアセンブリは固定形状を有する湾曲カニューレマウントアームを含む、伸縮カニューレマウントアセンブリと；を有し、
第１の状態において、前記固定形状を有する前記湾曲カニューレマウントアームは、前記リンクの前記端部の中に停められ；
第２の状態において、前記固定形状を有する前記湾曲カニューレマウントアームは、前記リンクの前記端部からの伸長位置でロックされる；
手術システム。
【請求項２】
前記伸縮カニューレマウントアセンブリはさらに：
前記湾曲カニューレマウントアームを前記リンクの前記端部に結合する機械的アーム引込みシステムであって、前記機械的アーム引込みシステムは、前記湾曲カニューレマウントアームを前記第２の状態から前記第１の状態に動かすように構成される、機械的アーム引込みシステムを有する、
請求項１に記載の手術システム。
【請求項３】
前記機械的アーム引込みシステムはさらに：
前記リンクの前記端部に結合されるとともに前記湾曲カニューレマウントアームに結合されるバネを有する、
請求項２に記載の手術システム。
【請求項４】
前記機械的アーム引込みシステムはさらに：
第１の端部及び第２の端部を有するセグメント歯車であって、前記第１の端部は前記リンクの前記端部に接続され、前記第２の端部は前記バネに接続される、セグメント歯車と；
前記湾曲カニューレマウントアームに結合されるピニオンギアであって、前記ピニオンギアは前記セグメント歯車と噛み合う、ピニオンギアと；
シャフトを有するダンパであって、前記ダンパは、前記湾曲カニューレマウントアームに接続され、前記ピニオンギアは前記ダンパの前記シャフトに取り付けられる、ダンパと；
を有する、
請求項３に記載の手術システム。
【請求項５】
前記伸縮カニューレマウントアセンブリはさらに：
前記リンクの前記端部に接続されるトレイと；
第１の端部及び第２の端部を有する回転ループ電気ケーブルであって、前記第１の端部は前記湾曲カニューレマウントアームに接続され、前記第２の端部は前記リンクに接続される、回転ループ電気ケーブルと；
前記回転ループ電気ケーブルに結合されるバネと；
を有する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の手術システム。
【請求項６】
前記湾曲カニューレマウントアームは、第１の端部及び第２の端部を有し、前記湾曲カニューレマウントアームの前記第２の端部は、前記第１の状態及び前記第２の状態において前記リンクの前記端部の中にあり；
前記伸縮カニューレマウントアセンブリはさらに：
前記湾曲カニューレマウントアームの前記第２の端部のラッチと；
ラッチ／アンラッチシステムであって、前記伸長位置において、前記ラッチ／アンラッチシステムは、前記湾曲カニューレマウントアームを前記伸長位置にロックするよう、前記ラッチと係合する、ラッチ／アンラッチシステムと；
を有する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の手術システム。
【請求項７】
前記ラッチ／アンラッチシステムはさらに：
電気アクチュエータと；
前記電気アクチュエータに接続されるロックアセンブリと；
を有し、
前記伸長位置において、前記ロックアセンブリは、前記湾曲カニューレマウントアームを前記伸長位置にロックするよう、前記ラッチと係合し；
前記電気アクチュエータが作動される場合、前記ロックアセンブリは、前記ラッチから係合解除する、
請求項６に記載の手術システム。
【請求項８】
前記伸縮カニューレマウントアセンブリはさらに：
電気アクチュエータバス、バスダンプ回路、及び前記電気アクチュエータを有する、インタロック制御システムであって、前記バスダンプ回路及び前記電気アクチュエータは、前記電気アクチュエータバスとグランドとの間に接続される、インタロック制御システムを有する、
請求項７に記載の手術システム。
【請求項９】
前記湾曲カニューレマウントアームは、アーム引込みボタン及びカニューレ解放ボタンを有する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の手術システム。
【請求項１０】
前記湾曲カニューレマウントアームは外面を有し；
前記アーム引込みボタンはボタン表面を有し、前記アーム引込みボタンが押下げられていないとき、前記ボタン表面が前記湾曲カニューレマウントアームの前記外面と同一平面上にある状態で、前記アーム引込みボタンは前記湾曲カニューレマウントアームに取り付けられ；
前記カニューレ解放ボタンは、前記外面に対して前記湾曲カニューレマウントアームの中に直線的に動くように構成される；
請求項９に記載の手術システム。
【請求項１１】
カニューレマウントアセンブリをさらに有し、前記カニューレマウントアセンブリは：
カニューレをドッキングするように構成されるカニューレドッキングアセンブリと；
リンケージアセンブリと；
第１の端部及び第２の端部を有するカニューレ解放ボタンアセンブリと；
直線運動アセンブリと；
を有し、
前記カニューレドッキングアセンブリは、前記リンケージアセンブリによって前記カニューレ解放ボタンアセンブリの前記第１の端部に結合され；
前記カニューレ解放ボタンアセンブリの前記第２の端部は、前記直線運動アセンブリに結合され、前記直線運動アセンブリは、前記カニューレ解放ボタンアセンブリを第１及び第２の方向の直線運動に拘束するように構成される；
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の手術システム。
【請求項１２】
マニピュレータアームアセンブリのリンクの湾曲端部の中の機械的アーム引込みシステムによって前記リンクの前記湾曲端部の中に湾曲カニューレマウントアームを引っ込めることによって、ドレープするために、前記湾曲カニューレマウントアームを含む前記マニピュレータアームアセンブリを自動的に設定することを含み、前記湾曲カニューレマウントアームは固定形状を有する、方法。
【請求項１３】
マニピュレータアームアセンブリの湾曲リンクに結合されるロックアセンブリを湾曲カニューレマウントアームのラッチと係合させることによって、前記湾曲カニューレマウントアームを前記湾曲リンクからの伸長位置にロックすることを含む、方法。
【請求項１４】
前記ロックアセンブリを前記ラッチから係合解除するように前記ロックアセンブリに結合される電気コンポーネントを作動させることをさらに含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
カニューレが前記湾曲カニューレマウントアームにドッキングされる場合、前記電気コンポーネントを作動させることを禁止することをさらに含む、
請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
2019502474.tif 000021
2019502474.tif 000022
2019502474.tif 000023